MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
BAB I LATAR BELAKANG MASALAH
I.1. Latar Belakang
Sistem Sulsel merupakan interkoneksi 150kV yang mensupply listrik di Provinsi Sulsel dan Sulbar. Terdiri dari berbagai jenis pembangkit PLTA,PLTGU dan PLTD. Pusat beban sistem (60%) berada di bagian Selatan, tepatnya di Makassar, ibukota provinsi Sulsel, sedangkan pembangkit murah dan terbesar lokasinya ada di sebelah utara. Sehingga pasokan listrik mengalir dari bagian utara ke selatan setiap hari selama 24 jam sepanjang 400 kms. Hal ini tentu saja mengurangi kehandalan sistem. Jika terjadi gangguan di sepanjang saluran ini, maka kota Makassar akan padam total. Artinya, PLN akan kehilangan sebesar 60% pelanggannya. Selain masalah kehandalan itu, masalah berikutnya adalah keterbatasan daya, di mana saat ini Sistem Sulsel defisit sekitar 24MW tiap malam. Untuk melakukan investasi pembangkit, tentu saja memerlukan biaya yang sangat besar dan waktunya sangat lama, termasuk di dalamnya pembangunan transmisi dan Gardu Induk yang baru. Kondisi ini semakin diperparah dengan gangguan beberapa mesin eksisting di PLTD dan PLTG/U Tello serta inflow air di PLTA Bakaru yang berkurang. Sehingga angka defisit 24MW akan bisa bertambah seiiring dengan naiknya kebutuhan energi dari masyarakat. Yang bisa dilakukan PLN untuk jangka pendek adalah menyetop pemasangan baru dan menghimbau pelanggan untuk senantiasa berhemat listrik terutama saat beban puncak pukul 17.00-22.00 WITA. Penulis mengusulkan untuk membuat kebijakan microgrid, yang mengijinkan pelanggan untuk menjual kelebihan daya (excess power) ke grid eksisting PLN dengan harga yang menarik. Sehingga selain ada kebijakan harga TDL (harga jual PLN), ada juga kebijakan harga beli PLN dari microgrid pelanggan. Dengan demikian, pelanggan turut berperan membantu keterbatasan daya PLN di Sistem Sulsel
1
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
ini. Sehingga beban puncak saat malam hari dapat dipangkas dan pemakaian BBM dapat dikurangi dengan masuknya microgrid ini. Isu microgrid ini dimulai dari kemajuan teknologi pembangkit yang berukuran kecil dan berdaya mampu besar seperti microtubine yang memungkinkan dipasang di lokasi pelanggan atau lokasi beban yang mau disupply. Dalam hal ini, Distributed Energy Resources (DER) – small power generator yang dipasang di lokasi pelanggan yang memanfaatkan output listrik dan thermalnya. DER ini meliputi generator, energy storage, load control dan advanced power electronic interface antara generator dengan generator lainnya. Microgrid ini mengintegrasikan semua jenis DER di dalam sistem.
I.2. Teknologi
Kunci dari kesuksesan microgrid ini ada di power electronic, control dan communication yang membuat microgrid berfungsi sebagai semiautonomous power system.
I.2.1. Microturbines
Daya mampu sekitar 25-100kW dan sedang diproduksi daya mampu di atas angka ini.Mekanisnya sangat sederhana, single shaft devices, putaran tinggi (50.000-100.000 rpm) dengan bearing airfoil. Dengan menggunakan power electronic, microturbine ini mensupply beban sistem. Misalnya Capstone 30kW, 60kW, Honeywell 75kW, Bowman atau Turbec. Microturbine sangat ramah lingkungan. Bahan bakarnya natural gas dan BBM dengan output low particles.
2
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Gambar 1. Microtubine kapasitas 80kW
I.2.2. Fuel Cell
Jenis ini cocok untuk distributed generation. Walaupun harganya mahal, effisiensinya sangat tinggi dan low emisi. Jenis Phosporic Acid Cell sudah dijual dengan saya mampu 200 kW. Bahan bakarnya adalah gas hidrogen.
I.2.3. Renewable Generation
Dengan menggunakan power electronic, memungkinkan PV sistem dan wind turbine dapat interkoneksi dengan grid. Begitu juga dengan biofueled microturbine. Jenis renewable ini merupakan jawaban atas pembangkit yang bersih dari emisi karbon yang diproduksi oleh pembangkit konvensional.
I.2.4. Storage Energies
3
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Seperti halnya battere dan ultra capasitor, storage energies adalah komponen yang penting di dalam microgrid. Storage DC ini dapat memperbaiki kestabilan sistem saat terjadi perubahan sistem dari on Grid ke islanding. Dengan battere NAS, dapat mensupply 5MW per detik.
Di Indonesia khususnya di Sulsel, yang paling memungkinkan adalah microturbine yang menggunakan natural gas, karena infrasturktur gas ini akan diperbaiki dan direncanakan akan dibangun pipanisasi gas di perkotaan menurut blueprint Migas sehingga tiap pelanggan perkotaan dapat membuat microgridnya sendiri. Ini adalah peluang yang harus dimanfaatkan PLN dengan mengikat kontrak dengan pelanggan microgrid ini. Indonesia juga kaya akan batubara dan gas alam. Batubara bisa diubah ke dalam syngas melalui proses Fischer Tropisch atau bisa juga dicairkan menjadi CTL (Coal to Liquid) sehingga bisa digunakan sebagai bahan bakar microturbine.
BAB II PERMASALAHAN
II.1. Permasalahan
4
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Sistem Sulsel interkoneksi 150kV terbentang mulai dari utara PLTA Bakaru sampai dengan Selatan di kota Makassar yang disupply dari Pembangkit di Tello yang berbahan bakar HSD dan sangat mahal. Sehingga untuk efisiensi biaya operasi, maka pembangkit di Utara dimaksimalkan mulai dari PLTA Bakaru, PLTGU Sengkang dan PLTD MFO Suppa. Hal ini membuat kehandalan sistem berkurang karena loadflow berasal dari bagian utara sistem yang jauh yang rentan terjadi gangguan transmisi. Apalagi kontingensi di backbone Pare-Pangkep sudah tidak memenuhi (N-1) sehingga gangguan Blackout terus membayangi Sistem Sulsel ini. Tercatat beberapa kali gangguan blackout di Sistem Sulsel disebabkan karena malfunction PMT atau equipment lain di bagian utara yang menyebabkan gangguan supply untuk Makassar. Kejadian Blackout terakhir adalah tanggal 11 Maret 2009, dimana terjadi gangguan malfunction PMT di line 1 arah Soppeng
di GI Sidrap yang mentripkan line 2 (line sebelahnya)
sehingga pasokan supply dari PLTGU Sengkang terputus dan load flow berubah melalui Bone-Bulukumba-Makassar yang menyebabkan terjadinya drop tegangan di Makassar yang membuat lepas sinkron beberapa pembangkit di Makassar sehingga terjadinya pemadaman total di Sistem. Ini adalah masalah besar bagi Sistem Sulsel yang harus dicarikan solusi praktis dan cepat tanpa menggunakan biaya investasi dari PLN yaitu dengan cara mengikutsertakan pelanggan PLN dalam memenuhi kebutuhan sistem di Selatan melalui microgrid ini. Tentu saja, pelanggan harus diimingi dengan harga beli PLN yang menarik.
5
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
PUSAT BEBAN (SELATAN) 1
1
1
1
2
2
2
2
A
A
B 2
3
2x30 MVA
4 x 10 MVAr
30 MVA G
1
2
PLTG GE 2x33.40 MW
PLTD SEWATAMA 15.00 MW
G
G
G
1
2
1
A
2
B
1
2
BNTLA 1
2
3
2 x 20 MVA
G
G
WESTCAN ALSTOM 1 14 ,47 MW 21,35 MW
PKANG 2
1 x 30 MVA
1x16 MVA
2
2
A
A
B
B
16 MVA
1
20 MVA
1
2
G
G G G
A
G G G
20 MVA
1
B
PLTD SUPPA 6 x 10.80 MW
20 MVA
G
PLTA BAKARU 2x63.00 MW
G PLTA TEPPO 1.0 MW
SDRAP 5 x 10 MVAr
2 TNASA
2
2
2
2 x 45 MVA
1
2
MMUJU
MNDAI
1
20 MVA
2
G
G
2 1 PLTU 2x12,50 MW
PLTG ALSTOM 2 20.10 MW
1
2
MKALE
2 x 20 MVA
1
2
1
1
BRLOE
2 x 30 MVA
DAYA
BWAJA
2 x 10 MVAr
10 MVA 2
A
A
B
B
20 MVA
G
G
G
1
PLTD MAMUJU 5.10 MW
1
2
G
2
G PLTD MAKALE 6.72 MW
G
GT 21 ST18 GT12 GT 11
PLTA BILI BILI 20.00 MW
20 MVA
SPENG
2 X 20 MVA
30 MVA G
G
2
SKANG
20 MVA
1
2
BKARU
MJENE
1
G
1
MAROS
1 x 10 MVAr
1
PLMAS
1 5 MVA
2
3
A
IBT IV 20 MVA
2
PRANG
B
1
31,5 MVA
2
20 MVA
2 20 MVA
1
2
PPARE
1
4
70 kV
30 kV
31,5 MVA 1
G
B 1
5
MITSUBISHI SWD 2x12.60 MW 2x12,40 MW
G
1
2
A
30 MVA 2 x 31,5 MVA
1
2x5 MVA
B
5
IBT 1 20 MVA G
BARRU
A
B
1 IBT 2 x 31,5 MVA
PNKEP
BSOWA
TELLO
TLAMA
PUSAT PEMBANGKIT (UTARA)
PLTGU SENGKANG 135.00 (60 Baru) MW
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
PLOPO
2
2 2x20 MVA
1
BONE A B
A
30 MVA
JNPTO
TLASA 10 MVA
16 MVA
A
SNJAI
B
B
B
SGMSA 30 MVA
A
A
A
B
TBNGA
BKMBA
20 MVA
20 MVA
KETERANGAN : SUTT SKTT RENCANA
150 kV 66 kV 30 kV 20 kV 12 kV 6 kV
PMT MASUK PMT KELUAR PMS MASUK PMS KELUAR
B
20 MVA
PLT D PALOPO G 18.67 MW
2 x 20 MVA
G PLTD MASAMBA 5.30 MW
SINGLE LINE DIAGRAM SISTEM SULSELKONDISI NORMAL Sesuai dengan surat Direktur Transmisi & Distribusi No. 00048 / 110 / DITTND / 2008 PT. PLN (PERSERO ) WILAYAH SULTANBATARA AP2B SISTEM SULAWESI SELATAN
Dibuat oleh :
Tanggal Revisi :
Bag Operasi Sistem
Agustus 2008
Gambar 2. Single Line Sistem Sulsel 2009
Masalah lain di Sistem Sulsel adalah keterbatasan daya baik akibat defisit daya maupun defisit energi. Defisit daya disebabkan tidak ada penambahan kapasitas pembangkit secara signifikan dibandingkan dengan penambahan beban yang terjadi tiap tahun baik natural growth 5% ataupun pemasangan baru sehingga growth naik di atas 10%. Sedangkan defisit energi adalah defisit akibat gangguan supply energi primer seperti penurunan elevasi dan inflow air di PLTA atau gangguan pasokan BBM dari Pertamina.
Gambar 3. Pertumbuhan Energi di Sulsel 2003- 2009
6
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
BAB III PEMBAHASAN MASALAH
III.1. Pembahasan Untuk mengatasi hal ini, penulis mengusulkan untuk membentuk pembangkit kecil secara cluster yang melayani gedung perkantoran, ruko, Mall, perumahan dan kawasan industri yang disebut dengan istilah microgrid di pusat beban di Makassar. Sistem microgrid ini dapat membantu untuk mengatasi keterbatasan daya di sistem tanpa menambah beban line transmisi atau beban Trafo distribusi di Gardu Induk. Karena dengan menambah transmisi dan gardu induk baru membutuhkan biaya yang besar dan waktu yang lama. Diharapkan dengan dibangunnya microgrid di pusat beban di Makassar, kehandalan sistem lebih terjamin dan menurunkan beban puncak yang mengakibatkan berkurangnya pemakaian BBM dari pembangkit mahal saat malam hari (peak load).
Microgrid ini dapat berupa generator kecil berbahan bakar diesel atau gas, fuel cell, microturbines, solar cell, wind turbine dan lain sebagainya. 7
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Biasanya kapasitas microgrid ini tidak lebih dari 500kW. Microgrid dapat switch off dan on dalam waktu singkat. Saat beban puncak, di mana harga listrik PLN mahal karena pembangkit BBM masuk, maka microgrid diharapkan masuk sistem untuk mengurangi pemakaian BBM. Sedangkan pada LWBP di mana harga listrik PLN murah, maka microgrid akan switch off atau pelanggan membeli listrik dari grid PLN. Termasuk saat terjadi gangguan feeder atau transmisi, maka microgrid akan mengisolasi dirinya sendiri. PLN diharapkan membuat kebijakan microgrid ini menjadi pemicu ke masyarakat untuk menjual excess power (kelebihan daya) ke grid PLN melalui kWhmeter exim di site pelanggan sehingga juga akan memperbaiki kualitas tegangan di lokal pelanggan. Penulis berpikir bahwa konsep microgrid ini akan mengubah paradigma, di mana selama ini pelanggan hanya menjadi load center berubah menjadi generation center.
Gambar 4. Langgam beban harian Sistem Sulsel Turun 30MW
Penulis berpikir, ke depan, microgrid ini akan semakin kompetitif dengan pembangkit konvensional. Sebagai contoh, teknologi power electronic semakin canggih dan murah di mana dapat mensinkronkan solar cell dengan grid PLN melalui inverter. Begitu juga dengan ukuran genset akan semakin kecil dan mobile dengan bahan bakar yang semakin murah. Perubahan paradigma dari sentralized power plant ke distributed power plant ini tidak mudah dan membutuhkan waktu yang sangat lama seiiring dengan perkembangan renewable energy, fleksibilitas dan pembangkit berwawasan lingkungan. Microgrid dapat mengubah skema pembelian listrik, di mana pada market konvensional, didominasi oleh power producer dan kompetisi terjadi hanya di antara mereka saja. Di era microgrid ini akan terjadi kompetisi retail, di mana pelanggan memilih supply listrik berdasarkan harga dan kualitas pelayanannya. Hal ini membuat penjual listrik dalam hal ini PLN, akan menjadi lebih disiplin dalam menyediakan listriknya.
III.2. Konsep Microgrid 8
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Feeder A,B,C dan D disupply dari Gardu Induk. Di feeder A,B dan C ada microsources yaitu no 22,16,8 dan 11. Dengan masuknya microsources ini, maka beban trafo di Gardu Induk ini akan berkurang. Jika terjadi gangguan di Trafo Distribusi atau grid PLN, maka static switch akan membuka sehingga microsources tersebut hanya mensupply untuk feeder A,B dan C terpisah dari grid PLN (islanding), sedangkan feeder D tetap padam. Jika beban microsources ini mencukupi untuk mensupply feeder D, maka secara bertahap feeder D akan dimanuver bebannya ke Feeder A,B dan feeder C.
Gambar 5 .Konsep Microgrid
III.2.1. Microgrid Control
Teknologi inverter memungkinkan microsources dan energi terbarukan untuk sinkron dengan grid PLN tanpa perlu modifikasi. 9
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Daya aktif dan reaktif dapat dikontrol oleh inverter sesuai dengan kebutuhan beban. Microgrid mempunyai kemampuan untuk mengatur load flow di feeder, mengatur besaran tegangan di tiap microsources. Dan sebagai tambahan bagaimana microgrid ini dapat island dan reconnect dengan smooth.
Gambar 6 . Interface Inverter System
III.2.2. Basic Control Active dan Reactive Power
Ada dua jenis microsources yaitu DC sources seperti fuel cell, photovoltaic cell dan battery storage dan AC sources seperti microturbine yang harus disearahkan dulu (rectified) kemudian baru dikonversi menggunakan voltage source inverter. General model untuk sebuah microsource terdiri dari 3 basic elemen yaitu : prime mover, DC interface dan Voltage Source Inverter. Voltage source inverter mengontrol magnitude dan fasa output voltage (V). Vektor antara inverter voltage (V)dan local microgrid voltage (E) dihubungkan dengan reaktansi inductor (X) menentukan loadflow Real dan Reactive (P dan Q) dari microsource ke grid. Magnitude P dan Q didapat dari persamaan (1) di bawah. P tergantung power angle (δ) dan Q tergantung magnitude inverter voltage (V).
10
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
………………………..(1)
III.2.3. Voltage vs Reactive Power (Q) Droop
Masuknya berbagai macam microsources di dalam microgrid tidak akan berpengaruh terhadap power factor control karena adanya power and voltage control regulation. Voltage regulation dibutuhkan untuk local reliability dan stability. Tanpa adanya voltage control, maka akan timbul osilasi tegangan dan daya reaktif (kVAR). Sehingga jika tegangan terlalu tinggi, maka microsources akan menyerap kVAR dan sebaliknya jika tegangan terlalu rendah, maka microsources akan menginjeksi kVAR.
11
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Gambar 7. Microsources Controller
Gambar 8. Voltage set point with droop
Qlimit (Qmax) pada gambar 7 di atas dibatasi dari fungsi VA rating dan P (daya aktif) dari Prime Mover
III.2.4. Power vs Frequency Droop
Seperti halnya UPS, microgrid dapat island dan reconnect dengan smooth ke grid jika terjadi gangguan supply PLN dengan menggunakan controller untuk menyesuaikan dengan beban lokal sistem tanpa menggunakan komunikasi dengan microsources lainnya. Ketika suatu microgrid connect dengan grid PLN, maka microgrid menerima beban dari PLN dan local microsources. Ketika grid PLN mengalami gangguan atau blackout, maka microgrid dapat membentuk island sendiri dengan smooth. Ketika terjadi islanding, voltage phase angle di tiap microsources akan berubah, begitu juga dengan frekuensi akan mengalami perubahan saat terjadi islanding, disesuaikan dengan local beban yang dipikulnya.
12
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Gambar 9. Power vs Frequency Droop Control
Sebagai contoh, di gambar atas, dua microsources mempunyai daya mampu yang berbeda P1max dan P2max. Saat didispatch, bebannya P01 dan P02 pada base frekuensi ωo. Droop didefinisikan penurunan atau kenaikan beban pada frekuensi yang sama. Selama perubahan beban, 2 generator ini bekerja di frekuensi yang berbeda sehingga menimbulkan perubahan pada sudut angle di antara mereka sehingga frekuensi sistem cenderung turun yaitu ω1. Unit 2 mempunyai daya mampu yang lebih kecil sehingga hanya Unit 1 yang bisa menaikkan frekuensi sistem.
III.2.5. Sistem Dinamik A. Kasus 1 Suatu beban industri dapat digunakan sebagai contoh untuk beban dinamik dari suatu microgrid dengan besar 1.2 MW beban motor.Disupply dari feeder 20kV overhead. Lihat gambar 5. Industri tersebut disupply dari 4 feeder 380V, di mana 3 feeder di antaranya tidak boleh outage dan harus kontinu dilistriki jika grid PLN mengalami gangguan supply. Tiga feeder ini memiliki microsources di node 8,11,16 dan 22 dan kemampuan untuk islanding dengan menggunakan static switch. Sedangkan feeder ke4 tidak memiliki microsources. Node 16 dan 22 berada di dua feeder yang berbeda sedangkan node 8 dan 11 berada di feeder yang sama. 13
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Gambar 10. Hasil testing microgrid
Load A berada di dekat node 11, sedangkan load B berada di antara node 8 dan 11. Gambar 10 menggambarkan respon dari ke-4 microsources terhadap 3 events kejadian yaitu : reduce load A, increase load B dan islanding. Plot gambar 10 di atas menggambarkan beban masing-masing microsources. Reduction load A, menyebabkan beban microsources 8 dan 11 juga ikut turun sehingga load flow untuk beban feeder C akan konstan. Event berikutnya adalah increase load B yang menyebabkan beban microsources no 8 akan ikut naik.Pada saat terjadi islanding, maka ke-4 microsources akan ikut menaikkan bebannya. Sedangkan pada gambar di sebelah kanan adalah keluaran daya reaktif.
B. Kasus 2
14
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Gambar 11. One line diagram
Beban industri di atas 1.6MW dengan beban motor rata-rata 50 to 150HP. Memiliki 3 feeder 480V dan 2.4kV. Beban 2 feeder yang bertegangan 480Vac harus tetap online dan kontinu served. Di bus 8 dan 9 ada mesin sinkron (M8 dan M9) dengan kapasitor support voltage dengan pf=0.85. Pada saat M8 dan M9 tidak beroperasi, tegangan di bus 8 dan 9 adalah 0.933 dan 0.941pu (base 480V). Losses sekitar 70kW. Masing-masing M8 dan M9 (cluster microsources) adalah 600kVA. Total daya output saat dispatch masing-masing sebesar 300kVA. Dengan beban ini, tegangan di bus 8 dan bus 9 naik menjadi 1pu dan total losses turun menjadi 6kW atau berkurang 64kW.
15
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Gambar
13.
Startup
P
dan
Q
Microsources (a) Active power ;
Gambar 14. Regulated voltage (a) bus 8 dan (b) bus 9
(b) Reactive Power
Pada gambar di atas, initial state, local sources tidak beroperasi, sehingga pada gambar 12 menunjukkan zero real and reactive power injection dan reduced voltage di bus 8 dan 9. Pada t=1s, generator pada bus 8 beroperasi dengan beban 446kW seperti ditunjukkan gambar 13 di atas. Pada t=3s, unit pada bus 9 beroperasi dengan beban 360kW. Pada saat unit ke-2 masuk sistem, Q pada unit bus 8 akan memperbaiki local tegangan dengan menurunkan keluaran kVar-nya pada saat unit 9 menginjeksi kVar. Case ini bisa berlaku juga saat terjadi islanding, di mana besar power sharing tidak bisa mencukupi besarnya beban sehingga harus dilepas breaker S2 (pada gambar 11), untuk melepas beban M7.
Pada t=10s, microgrid keluar dari grid PLN untuk mode islanding dengan mentripkan switch S1 karena terjadi gangguan supply dari grid. Pada saat yang bersamaan, feeder non prioritas dilepas dengan melepas switch S2. Waveform tegangan di bus 8 dan 9 selama mode switch ke island, ditunjukkan pada gambar 14 di mana perubahannya sangat smooth.
16
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Gambar 15. Regulated voltage selama Gambar 16. P dan Q transient selama proses pindah ke mode island (a) bus 8 transisi ke mode islanding (b) bus 9 dan (c) 13.8 kV
III.2.6. Sistem Proteksi Microgrid
Sistem proteksi di microgrid berbeda dengan sistem radial konvensional karena adanya microsources. Sistem konvensional hanya berupa beban saja tanpa adanya microsources di feeder. Walaupun ada microsources yang terpasang, aliran daya tetap melalui proteksi device. Yang berbeda adalah dari besarnya hubung singkat yang terjadi ketika berpindah mode dari grid ke mode islanding. Sehingga sistem proteksi yang berlaku di sistem microgrid ini ada 2 skenario yaitu :
Skenario pertama yaitu scenario “Normal”, di mana microgrid connected ke grid saat gangguan terjadi. Proteksi sistem harus merespon cepat dengan melepas microsources (DER) dari grid dengan mode islanding yang menggunakan Separation Device (SD).
Skenario kedua yaitu gangguan terjadi pada saat mode islanding
III.2.7. Gangguan Terjadi pada Kondisi Microgrid On Grid
17
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Gambar 17. Gangguan di dalam Microgrid Beban microgrid itu bermacam-macam. Fokus utama adalah menjaga agar lampu penerangan akan tetap menyala. Sedangkan beban-beban yang sangat sensitive seperti computer cash register dan inventory control harus tetap menggunakan UPS sehingga saat terjadi outage atau mode switch, tidak akan menyebabkan kedip tegangan (voltage dip).
A. Gangguan di dalam Grid PLN
Individual DER pada scenario ini harus mempunyai scheme proteksi yaitu Separation Device (SD) yang menjaga DER ini tetap beroperasi selama proses disconnecting microgrid dari grid (islanding). Tetapi jika fault terjadi di dalam microgrid itu sendiri, maka proteksi scheme berikutnya yang harus bekerja.
18
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
B. Gangguan di dalam microgrid
Jika terjadi gangguan di zone 2 di dalam microgrid seperti pada gambar 17, maka perlakuannya akan berbeda dengan skenario pertama. Pada skenario pertama, jika gangguan terjadi pada grid PLN, maka Separation Device (SD) akan bekerja untuk memisahkan microgrid dari grid PLN. Jika gangguan terjadi di dalam microgrid sendiri saat islanding, maka breaker di dekat microsources akan bekerja mengisolasi gangguan tersebut. Respon proteksi di dalam microgrid itu tergantung kompleksitas dari microsources. Semakin banyak microsources yang masuk di feeder, maka semakin komplek kerja dari relay proteksi tersebut. Untuk memudahkan, jika terjadi gangguan di dalam microgrid, maka pelanggan pemilik microsources akan melepaskan diri dari microgrid untuk mensupply bebannya sendiri tanpa perlu mensupply beban lain di luar dirinya sendiri. Ini merupakan cara yang paling mudah.
III.2.8. Kemampuan Mengurangi Arus Hubung Singkat
Ketika microgrid connect ke grid PLN, maka jika terjadi gangguan, maka besar arus gangguan yang terjadi akan lebih besar dari arus beban. Besar arus gangguan ini kemudian akan diisolasi oleh relay. Jenis DER seperti fuel cell, solar cell, wind turbine dan battery storage menyumbang arus gangguan kurang dari setting arus gangguannya, sehingga tidak terdeteksi oleh relay OCR di feeder dan dianggap sebagai arus beban normal. Sehingga dibutuhkan relay lain sebagai alternative dalam mendeteksi gangguan DER ini seperti relay impedance, zero sequence current atau differential relay.
19
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
IV.1. Kesimpulan
Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa microgrid layak untuk diterapkan di sistem Sulsel. Dengan harga beli PLN yang menarik, maka tiap pelanggan akan berlomba-lomba untuk membentuk microgrid sendiri. Sehingga implikasinya adalah penurunan beban puncak saat malam hari yang menurunkan pemakaian BBM. Menurut penulis, selama harga pembelian masih di bawah biaya energy pembangkit mahal yang masuk saat malam hari, maka harga tersebut masih wajar, apalagi dibandingkan dengan pembangunan
pembangkit,transmisi
dan
gardu
induk
baru
yang
membutuhkan biaya besar dan waktu lama. Sistem Sulsel belum memiliki excess power yang mensupply sistem sehingga diharapkan microgrid ini dapat membuat suatu pemikiran baru, di mana excess power itu bukan hanya milik industri besar tetapi setiap stakeholder dapat menjadi excess power dengan membentuk microgrid sendiri.
IV.2. Saran
20
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
Penulis menyarankan agar PLN memberikan harga beli yang sangat menarik untuk memacu pertumbuhan microgrid. Untuk itu, perlu dibuat suatu kebijakan excess power yang berasal dari microgrid khususnya pelanggan rumah tangga, ruko,hotel atau Mall. Untuk menciptakan persaingan di bidang retail, Pemerintah daerah disarankan membuat microgrid untuk ikut membantu melistriki pelanggan PLN yang juga menjadi warga pemerintah daerah setempat. Untuk Sulsel, potensi yang memungkinkan untuk membuat microgrid ini berkembang adalah dengan melakukan pipanisasi gas dari Sengkang ke Makassar. Dengan sumber gas yang berlimpah dan harga yang lebih murah dari BBM, maka microgrid akan tumbuh subur seiiring dengan masuknya pipa gas ke setiap pelanggan PLN. Untuk pelanggan yang berada di tepi pantai, dapat mengembangkan wind turbine atau solar cell yang potensinya sangat besar.
LAMPIRAN 21
MICROGRID : SOLUSI KETERBATASAN DAYA
22