Apa saja cara pengaturan frekuensi listrik?

Regulasi frekuensi (Frequency Regulation) adalah tugas penting dalam sistem tenaga listrik, yang bertujuan untuk mempertahankan stabilitas frekuensi jaringan. Frekuensi sistem tenaga listrik biasanya perlu dipertahankan dalam rentang tertentu, seperti 50 Hz atau 60 Hz, untuk memastikan operasi yang tepat dari semua peralatan listrik. Berikut ini adalah beberapa metode umum regulasi frekuensi:

1. Kontrol Frekuensi Primer

Prinsip: Kontrol frekuensi primer dicapai dengan menyesuaikan otomatis output daya unit pembangkit melalui governor mereka untuk merespons penyimpangan frekuensi jangka pendek.

Aplikasi: Cocok untuk respons cepat terhadap perubahan beban jangka pendek.

Operasi: Governor secara otomatis menyesuaikan aliran uap atau air ke turbin berdasarkan penyimpangan frekuensi, sehingga mengubah output daya generator.

2. Kontrol Frekuensi Sekunder

Prinsip: Kontrol frekuensi sekunder lebih lanjut menyesuaikan output daya unit pembangkit, berdasarkan kontrol frekuensi primer, menggunakan Sistem Kontrol Pembangkitan Otomatis (AGC) untuk mengembalikan frekuensi ke titik setnya.

Aplikasi: Cocok untuk kontrol frekuensi jangka menengah.

Operasi: Sistem AGC secara otomatis menyesuaikan output daya unit pembangkit berdasarkan penyimpangan frekuensi dan Area Control Error (ACE).

3. Kontrol Frekuensi Tersier

Prinsip: Kontrol frekuensi tersier mengoptimalkan output daya unit pembangkit untuk penugasan ekonomis, berdasarkan kontrol frekuensi sekunder, untuk meminimalkan biaya pembangkitan.

Aplikasi: Cocok untuk kontrol frekuensi jangka panjang dan penugasan ekonomis.

Operasi: Algoritma optimasi menentukan output daya optimal untuk setiap unit pembangkit untuk mencapai stabilitas frekuensi dan minimisasi biaya.

4. Regulasi Frekuensi Menggunakan Sistem Penyimpanan Energi (ESS)

Prinsip: Sistem penyimpanan energi dapat mengisi atau mengeluarkan daya dengan cepat untuk menyediakan atau menyerap daya, membantu mempertahankan stabilitas frekuensi.

Aplikasi: Cocok untuk respons cepat dan regulasi frekuensi jangka pendek.

Operasi: Sistem penyimpanan energi menggunakan konverter elektronika daya (seperti inverter) untuk merespons dengan cepat terhadap perubahan frekuensi dan memberikan dukungan daya yang diperlukan.

5. Manajemen Sisi Permintaan (DSM)

Prinsip: DSM melibatkan insentif kepada pengguna untuk menyesuaikan konsumsi listrik mereka untuk membantu mempertahankan stabilitas frekuensi jaringan.

Aplikasi: Cocok untuk kontrol frekuensi jangka menengah.

Operasi: Sinyal harga, mekanisme insentif, atau teknologi grid pintar mengarahkan pengguna untuk mengurangi konsumsi selama jam puncak dan meningkatkan konsumsi selama jam off-peak.

6. Regulasi Frekuensi Menggunakan Sumber Energi Terbarukan (RES)

Prinsip: Manfaatkan kemampuan respons cepat sumber energi terbarukan (seperti angin dan surya) untuk menyediakan layanan regulasi frekuensi melalui konverter elektronika daya (seperti inverter).

Aplikasi: Cocok untuk respons cepat dan regulasi frekuensi jangka pendek.

Operasi: Inverter dengan cepat menyesuaikan output daya sumber energi terbarukan untuk merespons perubahan frekuensi.

7. Generator Sinkron Virtual (VSG)

Prinsip: Meniru karakteristik dinamis generator sinkron untuk memungkinkan sumber daya terdistribusi (seperti inverter) menyediakan kemampuan regulasi frekuensi.

Aplikasi: Cocok untuk regulasi frekuensi pada sumber daya terdistribusi dan mikrogrid.

Operasi: Algoritma kontrol membuat inverter meniru perilaku generator sinkron, memberikan inersia dan dukungan regulasi frekuensi.

8. Black Start

Prinsip: Memulihkan operasi jaringan setelah blackout total menggunakan unit pembangkit yang ditunjuk sebelumnya untuk memastikan stabilitas frekuensi.

Aplikasi: Cocok untuk pemulihan jaringan dan situasi darurat.

Operasi: Menunjuk unit pembangkit tertentu sebagai sumber black start, yang dimulai pertama kali selama pemulihan jaringan, secara bertahap memulihkan unit pembangkit lainnya dan beban.

Kesimpulan

Regulasi frekuensi adalah cara kritis untuk memastikan stabilitas frekuensi jaringan dan dapat dicapai melalui berbagai metode. Kontrol frekuensi primer dan sekunder adalah metode dasar yang cocok untuk skala waktu yang berbeda dari kontrol frekuensi. Sistem penyimpanan energi, manajemen sisi permintaan, dan regulasi frekuensi sumber energi terbarukan memberikan cara yang fleksibel untuk respons cepat dan regulasi frekuensi jangka pendek. Generator sinkron virtual dan black start memainkan peran penting dalam skenario tertentu.