Apa itu Jaringan Listrik

Definisi

Jaringan listrik, juga dikenal sebagai grid tenaga, didefinisikan sebagai jaringan komprehensif yang mengintegrasikan unit pembangkitan, transmisi, dan distribusi tenaga. Fungsi utamanya adalah memfasilitasi transfer energi listrik dari sumber pembangkitan ke pengguna akhir. Sejumlah besar listrik ditransmisikan dari stasiun pembangkitan ke pusat beban pada tegangan 220kV atau bahkan lebih tinggi. Jaringan yang terdiri dari garis transmisi bertegangan tinggi ini disebut super grid. Super grid, gilirannya, menyediakan daya ke jaringan sub-transmisi, yang biasanya beroperasi pada tegangan 132kV atau lebih rendah.

Jenis Jaringan Listrik

Stasiun pembangkitan dalam jaringan listrik sering kali berlokasi dekat dengan sumber bahan bakar untuk meminimalkan biaya transportasi sistem. Namun, hal ini biasanya berarti mereka terletak jauh dari area padat penduduk. Listrik bertegangan tinggi yang dihasilkan di stasiun-stasiun ini diturunkan menggunakan transformator step-down di substasi sebelum didistribusikan kepada konsumen. Jaringan listrik dapat dikategorikan menjadi dua jenis utama:

Grid Regional

Grid regional dibentuk dengan menghubungkan berbagai sistem transmisi dalam area geografis tertentu melalui garis transmisi. Jenis grid ini berfungsi untuk mengoptimalkan distribusi dan manajemen daya pada tingkat lokal atau regional, memastikan bahwa permintaan listrik di area tersebut dipenuhi secara efisien.

Grid Nasional

Grid nasional dibentuk dengan menghubungkan beberapa grid regional. Ini menyediakan jaringan distribusi daya yang terpadu dan luas di seluruh negeri, memungkinkan transfer listrik tanpa hambatan antar wilayah yang berbeda. Sistem terhubung ini membantu menyeimbangkan pasokan dan permintaan daya di seluruh negara, meningkatkan stabilitas dan keandalan grid secara keseluruhan.

Alasan Interkoneksi Grid

Interkoneksi jaringan listrik menawarkan beberapa keuntungan signifikan. Hal ini memungkinkan pemanfaatan optimal sumber daya tenaga, memastikan distribusi energi secara efisien di berbagai area. Interkoneksi ini juga meningkatkan keamanan pasokan daya, karena kegagalan di satu bagian grid dapat diganti oleh daya dari wilayah lain yang terhubung.

Selain itu, interkoneksi grid berkontribusi pada efisiensi ekonomi dan keandalan sistem tenaga secara keseluruhan. Dengan menghubungkan stasiun pembangkit, menjadi mungkin untuk mengurangi kapasitas cadangan pembangkitan yang diperlukan di setiap area individu. Pendekatan sumber daya bersama ini tidak hanya menghemat biaya yang terkait dengan pemeliharaan daya cadangan berlebih tetapi juga meningkatkan ketahanan dan kinerja keseluruhan grid listrik.

Ketika ada lonjakan tiba-tiba dalam beban atau kehilangan pembangkitan daya dalam zona tertentu dari grid listrik, zona tersebut dapat menarik daya dari area terhubung yang berdekatan. Namun, untuk memastikan interkoneksi yang andal, diperlukan jumlah tertentu dari kapasitas pembangkitan, yang dikenal sebagai cadangan putaran. Cadangan putaran terdiri dari generator yang beroperasi pada kecepatan normal dan siap untuk menyuplai daya segera saat diperlukan.

Jenis Interkoneksi

Interkoneksi antara jaringan listrik dapat dikategorikan menjadi dua jenis utama: tautan HVAC (High Voltage Alternating Current) dan tautan HVDC (High Voltage Direct Current).

Interkoneksi HVAC (High Voltage Alternating Current)

Dalam tautan HVAC, dua sistem arus bolak-balik (AC) dihubungkan melalui garis transmisi AC. Untuk interkoneksi AC yang berhasil, penting untuk menjaga frekuensi yang terkontrol erat pada kedua sistem. Dalam sistem 50Hz, misalnya, rentang frekuensi yang dapat diterima biasanya terletak antara 48.5 Hz dan 51.5 Hz. Jenis interkoneksi ini disebut interkoneksi sinkron atau tautan sinkron, karena menciptakan hubungan yang rigid antara kedua sistem AC.

Meskipun digunakan secara luas, interkoneksi AC memiliki beberapa keterbatasan, dan interkoneksi sistem AC sering menghadapi tantangan berikut:

• Penyebaran Gangguan Frekuensi: Karena interkoneksi dua jaringan AC bersifat sinkron, fluktuasi frekuensi di salah satu sistem akan dengan cepat ditransmisikan ke sistem lainnya. Hal ini dapat menyebabkan instabilitas di seluruh jaringan yang terhubung.

• Dampak Ayunan Daya: Ayunan daya di satu sistem AC dapat sangat mempengaruhi sistem lainnya. Ayunan daya skala besar dapat memicu perjalanan sering dari perangkat pelindung, yang berpotensi menyebabkan kerusakan besar dalam sistem. Dalam kasus yang parah, kerusakan tersebut dapat menyebabkan runtuhnya seluruh jaringan AC yang terhubung.

• Tingkat Kerusakan yang Meningkat: Menghubungkan sistem AC yang sudah ada ke sistem lain melalui garis tautan AC dapat meningkatkan tingkat kerusakan. Hal ini terjadi karena garis paralel tambahan mengurangi reaktansi ekuivalen dari sistem yang terhubung. Namun, jika kedua sistem AC terhubung ke garis kerusakan yang sama, tingkat kerusakan dari setiap sistem individual tetap tidak berubah.

Interkoneksi HVDC (High Voltage Direct Current)

Tautan DC, atau tautan DC, menawarkan penghubungan yang lebih fleksibel antara dua sistem AC yang dihubungkan. Berbeda dengan interkoneksi HVAC, tautan DC bersifat non-sinkron (asinkron). Pendekatan interkoneksi HVDC datang dengan beberapa keuntungan yang signifikan:

• Kemandirian Frekuensi: Sifat asinkron dari sistem interkoneksi DC memungkinkan penghubungan jaringan AC yang beroperasi pada frekuensi yang sama atau berbeda. Fitur unik ini memungkinkan integrasi mulus dari sistem AC yang beragam sambil memungkinkan setiap sistem untuk mempertahankan standar frekuensi sendiri dan beroperasi secara independen.

• Kontrol Aliran Daya yang Tepat: Tautan HVDC dapat dengan cepat dan andal mengontrol besaran dan arah aliran daya dengan menyesuaikan sudut tembak konverter. Mekanisme kontrol yang tepat ini secara signifikan meningkatkan batas stabilitas transien sistem yang terhubung, memastikan transmisi daya yang lebih andal.

• Penghambatan Ayunan Daya: Dengan memodulasi aliran daya melalui tautan DC, interkoneksi HVDC dapat dengan cepat meredam ayunan daya di jaringan AC yang terhubung. Ini secara efektif meningkatkan stabilitas keseluruhan grid listrik, mengurangi risiko kegagalan bertingkat, dan meningkatkan ketahanan sistem.

Di zaman modern, grid listrik tradisional semakin digantikan oleh grid pintar. Dengan memanfaatkan meter pintar dan perangkat cerdas, grid pintar menawarkan efisiensi operasional yang lebih baik, manajemen sisi permintaan yang lebih baik, dan kinerja keseluruhan yang lebih baik dibandingkan dengan rekan-rekan konvensional mereka.