Klasifikasi Bus Sistem Tenaga Listrik
Definisi dan Klasifikasi Bus dalam Sistem Tenaga Listrik
Dalam sistem tenaga listrik, bus didefinisikan sebagai titik koneksi, biasanya diwakili oleh garis vertikal, di mana berbagai komponen sistem seperti generator, beban, dan feeder terhubung. Setiap bus dalam sistem tenaga listrik ditandai oleh empat besaran listrik utama: magnitudo tegangan, sudut fase tegangan, daya aktif (juga dikenal sebagai daya sejati), dan daya reaktif. Besaran-besaran ini memainkan peran penting dalam menganalisis dan memahami perilaku dan kinerja sistem tenaga listrik.
Selama studi aliran beban, yang bertujuan untuk menganalisis kondisi operasi steady-state dari sistem tenaga listrik, dari empat besaran yang terkait dengan setiap bus, dua di antaranya diketahui, dan dua lainnya perlu ditentukan. Berdasarkan besaran mana yang ditentukan, bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori yang berbeda: bus pembangkit, bus beban, dan bus slack. Klasifikasi ini membantu dalam formulasi dan penyelesaian persamaan aliran beban, memungkinkan insinyur untuk secara efektif menganalisis operasi sistem tenaga listrik, merencanakan pembangkitan dan distribusi tenaga, serta menjamin stabilitas dan keandalan keseluruhan jaringan listrik.
Tabel di bawah ini menunjukkan jenis-jenis bus dan nilai-nilai yang diketahui dan tidak diketahui yang terkait.
Bus Pembangkit (Bus Kontrol Tegangan atau P-V Bus)
Bus pembangkit, sering disebut sebagai bus P-V, adalah elemen kunci dalam analisis sistem tenaga listrik. Pada jenis bus ini, dua parameter telah ditentukan: magnitudo tegangan, yang sesuai dengan tegangan yang dihasilkan, dan daya aktif (daya sejati) P, yang sesuai dengan rating generator. Untuk mempertahankan magnitudo tegangan pada nilai konstan yang ditentukan, daya reaktif disuntikkan ke sistem sesuai kebutuhan. Akibatnya, pembangkitan daya reaktif Q dan sudut fase δ tegangan pada bus P-V adalah variabel yang tidak diketahui dan harus dihitung melalui algoritma analisis sistem tenaga. Proses ini sangat penting untuk memastikan stabilitas dan operasi yang tepat dari jaringan listrik, karena menjaga tingkat tegangan yang konsisten sangat penting untuk pengiriman daya yang andal.
Bus Beban (P-Q Bus)
Bus beban, juga dikenal sebagai bus P-Q, berfungsi sebagai titik koneksi di mana daya aktif dan reaktif ditarik dari atau disuntikkan ke dalam jaringan listrik. Dalam konteks studi aliran beban, pada bus ini, nilai daya aktif P dan daya reaktif Q ditentukan berdasarkan karakteristik beban yang terhubung. Variabel-variabel yang tidak diketahui di sini adalah magnitudo dan sudut fase tegangan. Meskipun tegangan bus beban diperbolehkan untuk bervariasi dalam rentang yang dapat ditoleransi, biasanya sekitar 5%, menjaganya dalam batas-batas ini sangat penting untuk fungsi yang tepat dari perangkat listrik yang terhubung. Untuk beban, sudut fase δ tegangan relatif kurang kritis dibandingkan dengan magnitudo tegangan, karena sebagian besar perangkat listrik dirancang untuk beroperasi secara efektif dalam rentang tertentu dari magnitudo tegangan.
Bus Slack, Swing, atau Referensi
Bus slack memainkan peran unik dan penting dalam sistem tenaga. Berbeda dengan bus lainnya, bus ini tidak langsung mensuplai daya ke beban fisik. Sebaliknya, ia berfungsi sebagai reservoir daya, mampu menyerap atau menyuntikkan baik daya aktif maupun reaktif ke sistem tenaga listrik sesuai kebutuhan. Dalam analisis aliran beban, magnitudo dan sudut fase tegangan pada bus slack telah ditentukan. Secara konvensional, sudut fase tegangan pada bus ini ditetapkan nol, menjadikannya titik referensi untuk seluruh sistem tenaga. Nilai daya aktif dan reaktif untuk bus slack ditentukan selama penyelesaian persamaan aliran beban.
Konsep bus slack muncul dari tantangan praktis dalam perhitungan aliran beban. Karena kerugian I2R dalam sistem tenaga listrik tidak dapat diprediksi dengan akurat sebelumnya, menjadi mustahil untuk menentukan total daya yang disuntikkan di setiap bus individu. Dengan menunjuk bus slack, insinyur dapat menyeimbangkan persamaan daya di seluruh sistem, memastikan bahwa perhitungan aliran beban secara keseluruhan konsisten dan akurat. Konvensi sudut fase nol pada bus slack menyederhanakan pemodelan matematika dan analisis sistem tenaga, memfasilitasi pemahaman yang lebih mudah tentang hubungan listrik dan pertukaran daya dalam jaringan.
