Improvement of Damping-Power System Stabilizer and SVS supplementary controls Suparmanunkhair.blogspot.com 1

Stability and control of electric power systems Lecture: Prof. DR. Ir. Abraham Lomi, M.Eng.

Improvement of Damping-Power System Stabilizer and SVS supplementary controls

Suparman, ST1) David Suban Koten, ST

2) Andrik Sunyoto, ST

3)

suparmanunkhair.blogspot.com, ds-koten.blogspot.com

Abstrak:

Dalam makalah ini Static Var System (SVS) sebagai kontroler tambahan dalam koordinasi dengan dikontrol

seri untuk meredam osilasi daya untuk berbagai kondisi operasi. Sebuah SVS sebagai controller, yang

dikenal sebagai turunan gabungan dari daya reaktif dan turunan dari tegangan internal dan telah

dikembangkan dan dimasukkan dalam sistem kontrol SVS terletak di tengah-tengah rangkaian kompensasi

jalur transmisi untuk mendapatkan efek redaman yang paling efektif. Model standar IEEE untuk analisis

mode torsional telah diadopsi. SVS sebagai control tambahan dalam koordinasi dengan SVC, dengan

kontrol yang sangat efektif dalam meredam osilasi sistem tenaga dalam kondisi gangguan besar sehingga

meningkatkan kinerja Transient dari sistem.

Kata kunci : Static Var System, controller, torsional osilasi.

Stabilitas dalam sistem tenaga listrik didefinisikan

sebagai kemampuan sistem tenaga listrik untuk

menjaga sinkronisasi pada saat gangguan maupun

setelah gangguan terjadi (Robandi dan Kharisma,

2008).

Power System Stabilizer (PSS) merupakan suatu

piranti yang berfungsi untuk menjaga stabilitas

sistem tenaga listrik (Grainger dan Stevensson,

1994; Saadat, 1999).

Gambar 1. diagram klasifikasi Stability

Power System Stabilizer

Berfungsi untuk meredam Osilasi frekwensi, Torsi

Rotor & Voltage pada sistem pembangkit yang

disebabkan oleh adanya perubahan beban yang

fluktuatif. osilasi tersebut biasanya terjadi dalam

rentang frekuensi sekitar 0,2 sampai 3,0 Hz, dan

dapat mengganggu kemampuan sistem dalam

mentransmisikan daya listrik (Bandal et al., 2006).

Guna meredam osilasi tersebut, Power System

Stabilizer harus mampu menghasilkan komponen

torsi elektrik yang sesuai.

Meskipun daya keluaran generator ditentukan oleh

torsi mekanik turbin, itu dapat diubah dengan

transiently mengubah nilai eksitasi gambar.2).

Sistem Tenaga Stabilizer (PSS) mendeteksi

perubahan daya keluaran generator, kontrol nilai

eksitasi, dan mengurangi fluktuasi daya yang cepat

(gambar.3).

Gambar 2 & 3 Generator output power

Improvement of Damping-Power System Stabilizer and SVS supplementary controls Suparmanunkhair.blogspot.com 2

Gambar 4 transient & Dinamic Power system stability

Gambar 5 torsi & Vektor Power system stability

Seperti disebutkan sebelumnya, PSS mendeteksi

fluktuasi daya keluaran generator dan mengontrol

eksitasi. Jenis PSS dibedakan oleh sinyal deteksi.

Jenis yang paling sederhana dan paling khas adalah

unit P jenis input; Namun, f dan jenis input

unit telah diperkenalkan untuk meningkatkan

stabilitas modus osilasi intra-sistem (yaitu, jangka

panjang atau mode antarmuka) mengingat

peningkatan besar dalam sistem tenaga dan

kekuatan re-routing dalam beberapa tahun terakhir.

Setiap fitur akan diuraikan seperti pada gambar 6 di

bawah ini.

Gambar 6 Type of PSS

Konfigurasi PSS Analog

Dimensi dari PSS analog adalah 250 x 680 x 80mm

(LxWxD). Setiap unit dilengkapi dengan perangkat

berikut:

Improvement of Damping-Power System Stabilizer and SVS supplementary controls Suparmanunkhair.blogspot.com 3

Gmabar 7 diagram blok PSS analog

Konfigurasi PSS Digital

Fungsi PSS digital yang diwujudkan melalui

perangkat lunak. Umumnya, perhitungan dilakukan

dalam CPU yang sama dengan AVR digital. Fungsi

dasar yang sama seperti untuk analog. Perbedaan

kecil adalah sebagai berikut:

1) Kesalahan deteksi: untuk analog, keluaran PSS

berlebihan terdeteksi. Namun, dalam kasus unit

digital, kesalahan terjadi di bagian-bagian

individu (misalnya, penyulang, penyaring) tidak

realistis. Oleh karena itu, daripada mendasarkan

deteksi kesalahan pada hasil perhitungan, fungsi

self-diagnostik dibangun ke dalam perangkat

keras dan perangkat lunak untuk mendeteksi

kesalahan.

2) Lag: unit analog memiliki sirkuit lag pada tahap

akhir yang menekan kebisingan sinyal.

Umumnya, ini tidak tergabung dalam unit

digital karena kebisingan penindasan dilakukan

pada titik deteksi input-sinyal.

Gambar 8 Diagram blok PSS Digital

Kecepatan Deteksi

Kecepatan generator terdeteksi oleh Δω jenis input

PSS. Hal ini diperlukan untuk kecepatan detektor

PSS untuk dapat mendeteksi fluktuasi sangat kecil

dengan akurasi yang tinggi. Mitsubishi Electric

mengembangkan sangat akurat, kinerja tinggi

kecepatan detektor (resolusi 16-bit, akurasi 0,05%)

dan filter untuk menghilangkan osilasi torsi dalam

komponen berputar.

Gambar 9 Diagram blok Speed Detection

Konfigurasi PSS

Berikut Penjelasan dari Konfigurasi PSS

Blok Gain.

berfungsi untuk mengatur besar penguatan agar

diperoleh besaran torsi yang sesuai dengan yang

diinginkan.

Blok Washout.

Washout filter berfungsi untuk menyediakan

bias steady state ouput PSS yang akan

memodifikasi tegangan terminal generator. PSS

dapat merespon sinyal dari kecepatan rotor

generator ∆ω. Washout bekerja high pass filter

yang melewatkan semua frekwensi yang

diinginkan.

Limiter

Output PSS dibatasi agar PSS pada AVR sesuai

dengan yang diharapkan.

Fungsi Transfer PSS

Parameter PSS

Improvement of Damping-Power System Stabilizer and SVS supplementary controls Suparmanunkhair.blogspot.com 4

Secara umum funsi transfer PSS dapat digambarkan

sebagai berikut

Sτω/(1+Sτω adalahsebuah factor washout yang

bekerja sebagai high pass filter dengan time lag τω.

Static Var System

SVS terdiri dari shunt kompensator statis thyristor

dan SVC dikombinasikan dengan kapasitor bank

Kapasitor bank switching dikendalikan oleh

pengatur SVC sehingga SVS dapat mengontrol

secara otomatis gambar. dibawah ini menunjukkan

model rangkaian electric dengan SVS secara umum.

Pemodelan SVS

Model Power Flow SVS

SVS Berbasih TCR - SVSMO1

Model slope

Allow seamless connection of shunt model to

dynamics mode

Model MSS switching

Emulate slow-susceptance regulator

EMULATION –cannot exactly predict sequence

SVS berbasis TSC/TSR–SVSMO2

Key is to be able to model combination of

TSC/TSRs

Model coordinated MSS switching

Allow seamless connection of shunt model to

dynamics mode

SVS berbasis VSC–SVSMO3

Model slope

Allow seamless connection of shunt model to

dynamics mode

Model MSS switching

Review Model & Pengujian

Improvement of Damping-Power System Stabilizer and SVS supplementary controls Suparmanunkhair.blogspot.com 5

Luas pengujian dilakukan dengan cara:

EPRI (on svsmo1, svsmo2 and svsmo3) /

EPRI (pada svsmo1, svsmo2 dan svsmo3)

Mitsubishi (on svsmo1) / Mitsubishi (pada

svsmo1)

GE (on svsmo1, svsmo3) /GE (pada

svsmo1, svsmo3)

Siemens PTI (on svsmo1, svsmo2) /Siemens

PTI (pada svsmo1, svsmo2)

Model Validasi

Disini contoh Validasi dilakukan oleh EPRI

Improvement of Damping-Power System Stabilizer and SVS supplementary controls Suparmanunkhair.blogspot.com 6

REFERENCES

1) P. Kundur, “Power System Stability and

Control”, McGraw Hill, New Yor k, 1994.

2) T. Athay, R.Podmore, S.Virmani, “A Robust

Control Strategy for Shunt and Series

Reactive Compensators to Damp

Electromechanical Oscillations”, IEEE

Transactions on Power Delivery, Vol .16,

No. 4, pp. 812- 817, Oct. 2001.

3) M. A. Abido, “Analysis and Assessment of

STATCOM Based Damping Stabilizers for

Power System Stability Enhan cement” ,

Electric Power System Research, Vol.73,

pp. 17 7- 185, 2005.

4) E . Lerch, D. Povh, “Advanced SVC

Control for Damping Power System

Oscillations”, IEEE Transactions on

Power Systems, Vol . 16, No. 2, pp. 524-

535 , Ma y 1991.

5) Mitsubishi Electric Power System Stabilizer

(PSS).New Publication, effective Sep. 2001.

Specifications subject to change without

notice.

6) September/October 2006,pp. 36-45.and

Energy Magazine, Vol. 4, No. 5, “Modern

Countermeasures to Blackouts”, IEEE

power

7) P. Pourbeik, M. P. Bahrman, E. John and W.

Wong, Calgary, Canada, July 2009.

proceedings of the IEEE PES General

Meeting, Power Plant Models From System

Disturbance Data”,

8) P. Pourbeik, “Automated Parameter

Derivation for 2011 www.wecc.biz

lectricity Coordinating Council, WECC

SVC TF, April,

9) Generic Static Var System Models for the

Western

10) P.Pourbeik, A. Boström and B. Ray,

“Modeling and Application Studies for a

Modern Static VAr System Installation”,

IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.

21, No. 1, January 2006, pp. 368-377.

11) P. Pourbeik, “Modeling the Newark SVC”,

June 21, 2002, Prepared for PG&E, ABB

Report Number: 2002-10377-2.R01.2

12) SVC_dyd_4_tep.p and SVC_LF_tep.p (epcl

code from ABB Inc, 2002 [2], 2005 and

2006; supplied to the WECC SVCTF by

TEP)

13) P. Pourbeik, “Proposed Generic SVC Model

Backed by Experience”, PowerPoint

Presentation at WECC SVCTF Meeting on

9/14/07.