Alasan utama munculnya kembali low frequency oscillation di Sistem Tenaga Listrik

Setelah pada tulisan sebelumnya kita membahas bagaimana awal muasal terjadinya low frequency oscillation, bagaimana menanggulanginya dan akhirnya permasalahan itu muncul lagi. Sekarang timbul pertanyaan yang menarik yaitu mengapa masalah itu muncul kembali?

Pada edisi ini, saya coba untuk bercerita secara singkat tentang sebab utama munculnya kembali low frequency oscillation. Ada 2 hal yang menjadi penyebab utamanya menurut referensi yang sama pada tulisan sebelumnya :

1. Tingginya setting gain dan rendahnya time constant pada automatic voltage regulator (AVR).
2. Terlalu banyak jaringan transmisi yang panjang sehingga melebihi kemampuan (weak line).

Pertama adalah masalah tingginya gain pada AVR.
Sebelumnya, kita akan bahas secara singkat tentang transfer function dari AVR, agar lebih mudah memahami pengaruh gain dan time constant AVR. Struktur AVR sering direpresentasikan sebagai transfer function orde 1 seperti gambar 1 dibawah ini :

Gambar 1. AVR

dimana : Ka = Gain, ini fungsinya seperti kendali proporsional, dan Ta = time constant, yang menandakan kecepatan respon dari AVR, semakin kecil time constant, semakin cepat respon AVR tersebut

Gambar 2. Pengaruh gain pada AVR terhadap stabilitas sistem tenaga.

Nah, setelah tahu gain dan time constant AVR, mari kita lihat pengaruh keduanya pada low frequency oscillation.
Pada dasarnya gain yang tinggi pada AVR mempunyai 3 maksud:
1. Semakin tinggi gain, tegangan terminal generator akan terkontrol dengan baik, karena tujuan AVR memang membuat tegangan terminal stabil.
2. Gain yang tinggi dapat meningkatkan steady stability limit, dan
3. Gain yang tinggi juga dapat mengingkatkan transient stability limit.

Namun dengan semakin tingginya gain pada AVR, ternyata juga menimbulkan efek samping yaitu semakin lemahnya kemampuan redam (negarif damping) dari generator sehingga berpotensi timbulnya low frequency oscillation.

Dari alasan diatas, dapat disimpulkan bahwa pengaturan gain pada AVR adalah sesuatu yang sangat penting, karena kalau terlalu rendah akan menimbulkan "monotonic instability" dan jika terlalu tinggi akan menimbulkan "low frequency oscillation". Karakteristik gain AVR dapat dilihat pada gambar 2. ( semakin kekanan gain semakin tinggi)

Faktor lainnya yang berpotensi menimbulkan low fequency oscillation adalah
1. Rendahnya time constant AVR.
2. Besarnya reaktansi (Xe) pada jaringan transmisi.
3. Besarnya daya aktif (P) yang melewati transmisi.
4. Besarnya daya reaktif yang negatif (leading/-Q).

Ini didasarkan pada hasil studi tentang pengaruh variasi ke empat parameter diatas terhadap Damping torque dan Synchronous Torque.

Terima kasih

Cuk supriyadi