48
1 Smart Grid Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan Djoko Subagio, ST, MT, MSc. Lab Automation Polman Astra Malang, 19 Sept 2014

Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

1

Smart Grid Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan

Djoko Subagio, ST, MT, MSc.

Lab Automation Polman Astra

Malang, 19 Sept 2014

Page 2: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

2

Today’s Grid

Before

One-way limited communication

One-way power flow

No electric vehicles

Centralized generation

Few sensors and analog control

Little to no consumer choice

Reactive maintenance

Limited usage transparency

Page 3: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

3

Tomorrow's Grid

Bi-directional communication

and metering

Bi-directional power flow

Millions of electric vehicles

Applications

Pervasive monitoring and digital control

Self-monitoring & high visibility

Many consumer choices

Condition-based maintenance

Proliferation of numerous applications

Power

After

Information

Page 4: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

4

■ Population growth

■ Megacities

Scarce resources

■ Geopolitics

70% of global oil and gas

reserves are located in just

a few countries

■ Oil price fluctuations

Climate change

■ Climate goals

Political programs aimed at

long-term reduction in

CO2 emissions

The world is changing

How to ensure a reliable, ecological and affordable

energy supply?

Rising

energy consumption

Due to efficiency increases:

Growing electrification of

society

Growing

demand for

“clean” electricity

Demographic dynamics

Page 5: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

5

eMobility:

Smart Grids will bring eCars to

start. Charging periods will be reduced and electricity

will become cheaper.

Millions of eCars will depend on grids as

consumers, and also serve as storage units.

A new power infrastructure has to be constructed:

charging units, public charging stations, eParking

garages, battery sweeping stations.

eCars will stabilize the grid as mobile energy

storage units and counteract power failures

caused by fluctuation.

Electric Vehicle Infrastructure in the US

Page 6: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

6

Electric Vehicles will initially be plugged-in in certain markets

Predicted US EV and EVSE sales 2010 – 2015 Implications

Source: Smart Grid Applications, US; Global Insights

EVs will initially be launched in specific states

Expect nearly 750K EVs by 2015 and over 1.1M EVSE units

We consequently expect higher concentrations of EVSE in these states

Utilities must implement infrastructure now to support the increased power demand caused by EVs

Cumulative EVSE

sales (000 units)

Cumulative EV sales

(000 units)

2015

237

2014

211

2013

151

2012

94

2011 2010

32

728

492

280

130

36 4

0

250

500

750

1000

1250

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1126

771

454

227

74

Target launch states

Page 7: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

7

The cars are coming………..

2010 2011 2012

iMiEV

Audi

A1 e-tron

Ford

Focus EV

Nissan

Leaf

Chevy

Volt*

Tesla

Roadster

Coda

Sedan

Fisker

Karma*

BYD

F3DM*

Th!nk

City

Transit

Connect

Toyota

Prius*

Smart

ED

Ford

Escape

The Obama-Biden comprehensive

New Energy for America plan will

put 1 million plug-in hybrid cars on

the road by 2015

Mercedes

A-Class

BMW

Active E

Honda

Fit EV

Volvo

C30 EV

Page 8: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

8

L1 AC charging L2 AC charging L3 DC charging

AC and DC charging require specific

charging hardware Differences between L1 AC, L2 AC, and L3 DC charging

1) Basic charger: AC 3.7 kW 2) Advanced charger: AC 22.2 kW 3) High-power charger: DC 50 kW

Source: SGA-EM Sales Setup

Simple and cheap (normal

household outlet sufficient)

Long charging time (~8-10

hrs) −

+ Fast charging (~2-4 hrs)

Charging time still too long −

+ Very fast charging (~30 min)

Expensive high power charger

+

Page 9: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

9

Smart Grid di Indonesia

Page 10: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

10

Background…. Kenaikan konsumsi energi rata-rata 3% per tahun. Konsumsi energi

final terus meningkat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi,

penduduk, dan kebijakan yang ditetapkan oleh pemerintah.

Dalam Outlook Energi Indonesia 2013, pertumbuhan rata-rata

kebutuhan energi diperkirakan sebesar 4,7% per tahun selama tahun

2011-2030

Di sisi lain, subsidi BBM dari tahun ke tahun yang cenderung

meningkat juga mendapat perhatian yang serius dari pemerintah.

Berbagai upaya terus dilakukan untuk dapat mengurangi subsidi BBM

maupun melakukan substitusi BBM dengan menggunakan bahan

bakar alternatif.

Pertumbuhan penduduk mengikuti proyeksi jangka panjang dari

Bappenas dan BPS, yaitu untuk periode 2011-2030 rata-rata

pertumbuhannya 1,23% per tahun.

Rasio elektrifikasi dan elastisitas kebutuhan listrik untuk periode 2012-

2021 mengikuti Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) PT

PLN. Sedangkan pertumbuhan kebutuhan listrik untuk periode 2022-

2030 disesuaikan dengan kecenderungan pertumbuhan sebelumnya.

Page 11: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

11

Minyak

20 %

Gas

30 % Batubar

a 33 %

EBT 17 %

Minyak 23,7 %

Gas 19,7 %

Batubara 30,7 %

EBT 25,9 %

ISU STRATEGIS ENERGI NASIONAL Terciptanya Ketahanan Energi

PERPRES NO. 5/2006

RANCANGAN KEN

OLEH DEN

Keterangan:

EBT = Energi Baru dan Tebarukan

KEN = Kebijakan Energi Nasional

DEN = Dewan Energi Nasional

Minyak 49,7 %

Gas 20,1 %

Batubara 24,5 %

EBT 5,7 %

KONDISI SAAT INI

Minyak

25 %

Gas

22 %

Batubara

30,0 %

EBT 23 %

Minyak 49,7 %

Gas 20,1 %

Batubara 24,5 %

KONDISI 2025

Page 12: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

12

Page 13: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

13

KE

TA

HA

NA

N

EN

ER

GI

EKSPLORASI

OPTIMASI & DIVERSIFIKASI

PRODUKSI

SUBSIDI

LANGSUNG

DIVERSIFIKASI

KONSERVASI

(EFISIENSI)

SUPPLY SIDE

POLICY

DEMAND SIDE

POLICY

JAMINAN

PASOKAN

KESADARAN

MASYARAKAT

HARGA ENERGI

SH

IFT

ING

PA

RA

DIG

M

Supply Side

Management

Intensifikasi (pencarian

sumber energi)

Demand Side

Management

Sosialisasi dan

peningkatan peran

masyarakat

INTENSIFIKASI

ENERGI

PENGURANGAN

KONSUMSI

MINYAK

Page 14: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

14

Direktorat Jenderal Teknis Kementerian

PT. Pertamina PT. BA PT. PGN PT. PLN Swasta bidang energi

Pemerintahan Daerah

Bal

itb

ang

ESD

M

(Pe

nge

mb

anga

n) Universitas

(Riset Dasar)

LIPI, BATAN, LAPAN

(Riset Terapan)

BPPT (Pengkajian Teknologi)

Teknologi Impor.

Komunitas Energi Komunitas Ristek

TKDN

Pen

gem

ban

gan

Keb

ijaka

n R

iste

k

Teknologi Impor.

Teknologi dalam negeri.

SINERGI KELEMBAGAAN PELAKSANAAN R & D ENERGI

Teknologi (Kemampuan Dalam Negeri)

JAKSTRANAS DAN ARN

Page 15: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

15

Potensi Indonesia Cadangan minyak bumi sebesar 3,74 miliar barel berdasarkan Statistik

Minyak Bumi 2012 dari Kementerian Energi dan Sumberdaya Mineral

(ESDM).

Cadangan gas bumi sebesar 103,35 TCF berdasarkan Statistik Gas

Bumi 2012 dari Kementerian ESDM.

Cadangan batubara sebesar 28 miliar ton berdasarkan Indonesia

Mineral and Coal Statistics 2012 dari Kementerian ESDM.

Sumberdaya CBM (Coal Bed Methane) sebesar 453 TCF dari Ditjen

Migas, Kementerian ESDM dengan mempertimbangkan perkiraan

produksi CBM Indonesia 2009 untuk wilayah Riau, Sumatera Selatan,

Kalimantan Timur, dan Kalimantan Selatan.

Sumber daya dan cadangan panas bumi sudah diperhitungkan per

wilayah dengan total sebesar 29 GW berdasarkan Handbook of Energy

& Economic Statistics of Indonesia 2012 dari Kementerian ESDM.

Potensi tenaga air sudah diperhitungkan per wilayah dengan total

sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power

development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011.

Page 16: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

16

Tantangan Masa Depan

Mobil listrik yang dianggap sebagai salah satu solusi angkutan

perkotaan yang bersih dan efisien, pengembangannya masih banyak

kendala karena daya angkut yang kecil dan kemampuan jelajah yang

pendek. Sementara accu atau unit penyimpan daya yang mahal dan

berumur pendek sehingga pengembangan kendaraan listrik untuk

keperluan transportasi kota harus mendapat dukungan yang sangat

kuat dari Pemerintah, khususnya dalam pengembangan baterei.

Diluncurkannya mobil Low Cost and Green Car (LCGC) yang “murah”

dan “irit bahan bakar” akan dapat mendorong penjualan dan

penggunaan mobil pribadi, menambah beban pada infrastruktur jalan,

meningkatkan penggunaan bahan bakar minyak dan dapat

meningkatkan subsidi BBM. Di lain pihak peningkatan produksi

kendaraan ini akan dapat mendorong produktifitas industri,

menciptakan peluang kerja, mendorong kinerja ekspor dan

meningkatkan kesejahteraan umum.

Page 17: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

17

Regulation Kebijakan feed-in tariff yang ditetapkan oleh pemerintah melalui Permen ESDM No. 9

Tahun 2013 tentang Pembelian Tenaga Listrik oleh PT PLN (Persero) dari

Pembangkit Listrik Berbasis Sampah Kota dan Permen ESDM No. 17 Tahun 2013

tentang Pembelian Tenaga Listrik oleh PT PLN (Persero) dari PLTS fotovoltaik.

Permen ESDM No. 19 Tahun 2013 tentang Pembelian Tenaga Listrik oleh PT PLN

(Persero) dari Pembangkit Listrik Berbasis Sampah Kota merupakan revisi harga jual

listrik yang diatur dalam Permen ESDM No. 04 tahun 2012 tentang harga jual listrik

ke PT PLN (Persero) dari energi terbarukan skala kecil dan menengah. Harga jual

listrik menggunakan teknologi zero waste ditetapkan sebesar Rp. 1.450/kWh jika

terinterkoneksi dengan tegangan menengah (TM) dan Rp. 1.798/kWh jika

terinterkoneksi dengan tegangan rendah (TR). Sebelumnya, harga jual listrik adalah

Rp. 1.050/kWh (TM) dan Rp. 1.398/kWh (TR).

Permen ESDM No. 17 tahun 2013 merupakan jawaban atas perlunya diatur feed-in

tariff per jenis energi terbarukan, tidak seperti Permen No. 04 Tahun 2012 yang

merupakan gabungan dari beberapa jenis energi terbarukan. Permen ESDM No. 17

Tahun 2013 merupakan harga jual listrik PLTS fotovoltaik ke PT PLN (Persero)

maksimum 25 sen USD/kWh dan dapat meningkat menjadi maksimum 30 sen

USD/kWh jika TKDN sekurang-kurangnya 40%. Kebijakan ini dianggap tidak akan

mampu mendorong tumbuhnya industri sel surya dalam negeri apabila industri sel

surya dan investor PLTS tidak memperoleh insentif (suku bunga rendah, penundaan

pembayaran pajak, dan lainnya)

Page 18: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

18

GARIS BESAR RISET UNGGULAN ENERGI DALAM ARN

Usulan Tema

Riset

Usulan Sub-Tema

Riset

Usulan Topik Riset Aktor

1 Penelitian dan

pengembangan

teknologi minyak

dan gas bumi

1.1 Penambahan sumber

daya dan cadangan

migas

1.1.1 Kaji ulang data geoscience LIPI, BPPT, Balitbang ESDM,

Balitbang K/L, Industri

(BUMN/D, Swasta), Perguruan

Tinggi

1.1.2 Intensifikasi eksplorasi migas di KTI

1.2 Pengembangan migas

unconventional

1.2.1 Studi potensi shale gas

LIPI, BPPT, Balitbang ESDM,

Balitbang K/L, Industri

(BUMN/D, Swasta), Perguruan

Tinggi

1.2.2 Teknologi pemboran coal bed methane

(upstream)

1.2.3 Metana Hidrat

1.2.4 Pengembangan teknologi upgrading

minyak berat (heavy oil)

1.3 Peningkatan cadangan

dan produksi migas

1.3.1 Penelitian bahan kimia (surfaktan,

polimer) untuk EOR

LIPI, BPPT, Balitbang ESDM,

Balitbang K/L, Industri

(BUMN/D, Swasta), Perguruan

Tinggi 1.3.2 Optimasi produksi lapangan eksisiting

1.4 Pengembangan

teknologi pengolahan

migas dan hasil

olahannya

1.4.1 Integrated and clean refinery

LIPI, BPPT, Balitbang ESDM,

Balitbang K/L, Industri

(BUMN/D, Swasta), Perguruan

Tinggi

1.4.2 Pengembangan kilang BMM dan

petrokimia

1.4.3 Pengembangan teknologi desulfurusasi

1.4.4 Flow assurance

1.5 Pengembangan

teknologi

penyimpanan,

transportasi, dan

pemanfaatan gas

1.5.1 Pengembangan tabung absorbed natural

gas (ANG) LIPI, BPPT, Balitbang ESDM,

Balitbang K/L, Industri

(BUMN/D, Swasta), Perguruan

Tinggi

1.5.2 Konversi BBM ke BBG

1.6 Pengembangan

teknologi konservasi

lingkungan

1.6.1 Carbon capture storage LIPI, BPPT, Balitbang ESDM,

Balitbang K/L, Industri

(BUMN/D, Swasta), Perguruan

Tinggi

1.6.2 Pengolahan oil sludge

Page 19: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

19

Usulan

Tema Riset

Usulan Sub-

Tema Riset

Usulan Topik Riset Aktor

4 Penelitian

dan

pengemban

gan

kelistrikan

(konversi)

4.6 Tenaga angin 4.6.1 Pengembangan teknologi SKEA LIPI, BPPT, Balitbang ESDM, Balitbang

K/L, Industri (BUMN/D, Swasta),

Perguruan Tinggi

4.7 Tenaga

matahari

4.7.1 Pengembangan teknologi sel surya, material

maju, dan lapisan tipis (amorphous Si, CdTe,

CIGS thin film) dan komponennya

LIPI, BPPT, Balitbang ESDM, Balitbang

K/L, Industri (BUMN/D, Swasta),

Perguruan Tinggi

4.7.2 Pengembangan teknologi sel surya berbasis

dye dan organik

4.7.3 Pengembangan teknologi sistem dan pusat

pembangkit listrik tenaga surya fotovoltaik

4.7.4 Pengembangan teknologi sistem dan pusat

pembangkit listrik tenaga surya termal

4.7.5 Pengembangan teknologi surya maju

(selective emitter, teksturisasi permukaan,

amorphous SiGe untuk thin film, dsb)

4.8 Biomassa dan

biogas

4.8.1 Pengembangan teknologi tepat guna untuk

mengubah sampah kota menjadi energi

LIPI, BPPT, Balitbang ESDM, Balitbang

K/L, Industri (BUMN/D, Swasta),

Perguruan Tinggi

4.8.2 Rekayasa teknologi boiler yang efisien

sekaligus penyediaan energi untuk

pengolahan pertanian

4.8.3 Pengembangan teknologi pengembangan

biogas dari bahan tumbuhan

4.9 Energi laut 4.9.1 Pengembangan teknologi sistem konversi

energi arus laut (SKEAL) LIPI, BPPT, Balitbang ESDM, Balitbang

K/L, Industri (BUMN/D, Swasta),

Perguruan Tinggi 4.9.2 Pengembangan teknologi OTEC

4.9.3 Pengembangan teknologi energi

gelombang dan pasang surut

4.10 Sistem

transmisi dan

distribusi

4.10.1 Smart grid LIPI, BPPT, Balitbang ESDM, Balitbang

K/L, Industri (BUMN/D, Swasta),

Perguruan Tinggi

Page 20: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

20

PENGUASAAN TEKNOLOGI SMART-GRID UNTUK PENGUASAAN

TEKNOLOGI KELISTRIKAN MASA DEPAN YANG

BERKELANJUTAN

Teknologi Smart-Grid memberikan kontribusi yang optimal dari

sumber-sumber energi terbarukan melalui kemampuannya

mengintegrasikan pembangkit energi terbarukan yang tersebar

dalam sistem ketenagalistrikan, sekaligus meningkatkan kualitas

daya pada grid, serta mengendalikan pemakaian yang efisien.

Telah melakukan pelatihan untuk operator dari pihak PLN dan

Pemda untuk pelaksanaan pengoperasian & perawatan Demo

Plant, sehingga 2015 demo plant dapat beroperasi secara kontinyu,

dan sekaligus menjadi fasilitas untuk peningkatan kapasitas SDM di

bidang teknologi yang baru ini.

Banyak pelajaran dan proses belajar yang diperoleh dari proyek ini,

seperti meningkatkan kompatibilitas jaringan listrik dengan

peningkatan penetrasi energi terbarukan, komunikasi antara

jaringan dan berbagai jenis pembangkit, dan menyediakan layanan

untuk kebutuhan listrik berbagai konsumen.

Page 21: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

21

Pembangkit Hibrida Pertama

Page 22: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

22

PLTS Tercanggih Di Pulau Terpencil

Jakarta (ANTARA LAMPUNG) 3 Juni 2012- Ribuan modul surya berdiri

berjajar dengan rapih menghadap terik sinar matahari di lahan seluas

dua hektare di Desa Billa Cenge, sebuah desa terpencil di Kecamatan

Kodi Utara, Kabupaten Sumba Barat Daya, Nusa Tenggara Timur

(NTT) di Pulau Sumba.

Di jalan masuk lahan tersebut berdiri dua bangunan, bangunan yang

satu berisi 20 "combiner box" penuh dengan kabel yang setiap box-nya

mengendalikan 228 unit modul, masing-masing berkapasitas daya 25

kW.

Sedangkan bangunan lainnya merupakan ruang kontrol dimana suatu

teknologi pengoperasian sistem tenaga listrik yang dinamakan "Smart

Micro Grid" rancangan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi

(BPPT) diujicobakan.

Page 23: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

23

Sumba Micro Grid

(Plant Smart Micro Grid) PLTS Sumba berbeda denan PLTS lainnya di tanah air, kapasitas daya total

PLTS di Bila Cenge ini mencapai 500 KWp dan mampu mengalirkan listrik

untuk sebanyak 1.000 rumah dengan daya 500 Watt per rumah. PLTS yang

terhubung ke sistem jaringan tegangan menengah 20 kV milik PLN di pulau

terpencil itu juga tercanggih dan yang pertama menggunakan teknologi "Smart

Micro Grid".

Smart Micro Grid ini pendekatan baru untuk mengoperasikan sistem tenaga

listrik yang memanfaatkan teknologi komunikasi, komputer, dan cyber dalam

menyalurkan energi listrik.

Sejumlah 15 unit pembangkit listrik di Sumba :

7 unit pembangkit listrik tenaga diesel di Kota Waikabubak

4 unit pembangkit listrik tenaga diesel di Kota Waitabula 4 ,

3 unit pembangkit mikrohidro di Desa Lokombor.

1 pembangkit tenaga surya

Page 24: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

24

Pengendalian smart grid Sumba dilakukan oleh master controller yang

terpasang di Bila Cenge bersama remote terminal unit (RTU) yang

terpasang di setiap sistem pembangkit tersebut,

Komunikasi data antara master controller dengan seluruh slave

controller (RTU) dilakukan melalui bantuan VSAT (satelit) berhubung

kontur wilayah Sumba yang berbukit-bukit.

Setiap RTU dilengkapi dengan sensor yang digunakan untuk membaca

parameter kelistrikan di setiap pembangkit seperti tegangan, arus serta

frekuensi, kemudian RTU mengirimkan data tersebut ke master

controller untuk diolah dan dianalisis sebagai dasar dari pengambilan

keputusan.

Sumba Micro Grid

(Plant Smart Micro Grid)

Page 25: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

25

Sumba Micro Grid

(Plant Smart Micro Grid)

Page 26: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

26

Page 27: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

27

Sistem Kontrol

Page 28: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

28

Page 29: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

29

Sumba Micro Grid

(Plant Smart Micro Grid)

Page 30: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

30

PLTS Sumba

Page 31: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

31

Page 32: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

32

Page 33: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

33

• There are many views of what is In reality, a smart grid is not a single

concept but rather a combination of technologies and methods

intended to modernize the existing grid in order to improve flexibility,

availability, energy efficiency, and costs.

• Smart Grid 1.0:

• Intelligent meters

• Smart Grid 2.0 (“Energy Internet”

enabler):

• advanced autonomous controls,

• distributed energy storage,

• distributed generation, and

• flexible power architectures.

• Distributed generation (DG), flexible power architectures, autonomous

controls and loads constitute local low-power grids (micro-grids).

The smart grid concept

Page 34: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

34

Centralized operation and

control

Passive transmission and

distribution.

Lack of flexibility

Vulnerable

Smart grid evolution: dull past/present

Page 35: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

35

Still primarily centralized

control.

Limited active distribution

network (distributed local

generation and storage).

Use of virtual storage

(demand-response)

Addition of communication

systems

More efficient loads

Flexibility issues

Somewhat more robust

Smart grid evolution: present/immediate future

Page 36: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

36

Distributed operation and

control

Active distribution

network (distributed local

generation and storage).

Integrated

communications

Advanced more efficient

loads

Flexible

More robust

Smart grid evolution: Future

Page 37: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

37

Smart grids

Technologies and concepts:

Distributed energy resources (generation and storage) are

fundamental parts. They provide the necessary active

characteristics to an otherwise passive grid.

Advanced and distributed communications. All the grid

components are able to communicate. The grid operates like a

power-Internet (distributed, multiple-redundant, interactive and

autonomous). I.e. a Power-Net.

Intelligent metering.

Policies and regulatory actions. Necessary to achieve integration

of all the parts. Inadequate pricing models is a significant barrier

to introduce service-based business models (vs. energy-based).

Grid modernization.

Page 38: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

38

• DOE view for a smart grid:

- “An electrical grid is a network of

technologies that delivers

electricity from power plants to

consumers in their homes and

offices.”

• A Power-Net expands this

view based on paradigms

from the Internet.

• Some features compared with

conventional power grids:

more reliable, efficient, and

flexible.

The Power-Net

Page 39: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

39

The Power-Net • Like the Internet, the Power-Net

involves diverse and redundant

path for the power to flow from

distributed generators to users.

Its control resides in autonomous

distributed agents.

• Power is generated in distributed

generators, usually from

alternative or renewable energy

sources. Power buffers are

included to match generators

and loads dynamics. Energy

buffers are added to make

variable sources dispatch able.

• Contrary to the Internet, the

Power-Net involves a local

approach for power interactions.

Page 40: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

40

Desired Internet features:

Distributed and autonomous control,

Diverse information routing and redundant data or application

storage,

Performance degradation instead of full failure,

Link transmission rate control through temporary data storage in

buffers.

The Internet

.M BT

Buffer

size

Link

bandwidth

Maximum

(delay) time

Page 41: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

41

Key aspect: add distributed generation (fuel cells,

microturbines, PV modules, small wind, reciprocating

engines) close to the load to make power grids

distribution portion an active electric circuit.

Autonomous and distributed controls can be implemented

with DG.

Extending the Internet into Smart grids

Page 42: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

42

Control and communication issues

Coordination is needed in order to integrate variable generation sources

(such as PV modules) in the grid.

Centralized control requires significant communication resources (i.e., large

bandwidth spectrum allocation) which in general is not available.

The alternative is to provide all active nodes with an autonomous control that

allows controlling power interactions with the grid without dedicated

communication links. These more intelligent nodes become agents.

VS.

Page 43: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

43

Smart grid planning for disaster resiliency must consider disaster

impact on lifelines. During disasters special attention should be paid

to dissimilar ways in which disasters affect different DG technologies.

Renewable sources do not have lifelines but they are not

dispatchable, they are expensive, and they require large footprints.

Most DG technologies have availabilities lower than that of the grid.

DG needs diverse power supply in order to achieve high

availabilities.

DG provides a technological solution to the vulnerable availability

point existing in air conditioners power supply.

DG provides the active component to grid’s distribution portion,

essential for advanced self-healing power architectures.

Distributed generation (DG)

Page 44: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

44

Conventional grid diversity

Diversity implies more than one different components performing

the same function.

Page 45: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

45

Traditional Electricity Delivery Methods: Reliability With disasters affecting large areas, grid interconnection and/or

centralized control imply lack of diversity and a single point of

failure.

Page 46: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

46

A hybrid ac (solid lines) and dc (doted lines) architecture with

both centralized and distributed generation DG resources.

Advanced Power Architectures

Monitoring points

Power routers

Page 47: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

47

Pustaka

Strzelecki, Benysek, Power electronics in Smart

Electrical Energy Network, Springer, London 2008

Shung Chay, Lung Peng, Security Enriched Urban

Computing and Smart Grid, Springer, 2011

Peter Fox, Penner, Smart Power, Island Press, London

2010

Carvallo, Cooper, Advanced Smart Grid, Artech House,

Boston, 2011

BLUEPRINT PENGELOLAAN ENERGI NASIONAL, 2005

- 2025

Page 48: Jaringan Listrik Pintar di Masa Depan - Yayasan Pelangi 91 · sebesar 26,3 GW berdasarkan master plan study for hydro power development in Indonesia dari Nippon Koei tahun 2011. 16

48

Merci Bcp