Aplikasi FACTS untuk Menyokong Integrasi Pembangkit Intermiten di Jaringan Jawa-Bali

Dengan adanya proyek 35.000 MW dan target pemerintah dalam mengurangi konsumsi bahan bakar fosil, jaringan kelistrikan Jawa-Bali sedang mempersiapkan diri untuk bergabungnya pembangkit listrik energi baru dan terbarukan (EBT) intermiten seperti PLTS dan PLTB. Produksi pembangkit intermiten tidak dapat dikendalikan (nondispatchable) karena sangat bergantung pada kondisi alam. Oleh karena itu, masuknya pembangkit intermiten akan memengaruhi kualitas dan kestabilan sistem.

Salah satu karakteristik pembangkit intermiten adalah tidak memiliki inersia, sehingga bergabungnya pembangkit ini akan menurunkan inersia sistem secara keseluruhan.

Efek gangguan pada pembangkit konvensional akan menjadi lebih berat pada saat pembangkit intermiten beroperasi. Karena nondispatchable, tanpa unit cadangan khusus dengan kecepatan ramp up dan ramp down yang tinggi, frekuensi dan tegangan jaringan akan bermasalah. Hal ini dapat dilihat dalam gambar di atas, yang menunjukkan intermitensi produksi PLTS dalam sebuah siklus harian. Diperlukan unit dengan respon yang cepat dan fleksibel untuk mengikuti pola produksi PLTS.

Perangkat flexible AC transmission system (FACTS) dapat digunakan untuk meningkatkan kapabilitas dan keandalan sistem tanpa perlu membangun saluran baru untuk mengakomodasi pembangkit intermiten. Manfaat dari penggunaan perangkat FACTS di antaranya adalah membatasi overvoltage pada saluran panjang dengan beban rendah dan undervoltage/trip pada saluran  dengan beban tinggi, menjaga kualitas daya pada point of common connection (PCC), dan memungkinkan implementasi smart grid.

Thyristor-controlled series capacitor (TCSC) dan static VAR compensation (SVC) dapat membantu pengiriman daya pada saluran yang panjang dan menjaga tegangan di busbar stabil pada berbagai kondisi pembebanan. TCSC beroperasi sebagai peredam osilasi daya aktif di saluran yang lemah, sedangkan SVC dapat membantu penyediaan daya reaktif di sisi beban, terutama pada saat terjadi gangguan yang menimbulkan penyerapan daya reaktif saluran meningkat.

Pada PLTB, produksi kualitas daya yang baik sulit diprediksi karena kecepatan angin yang juga tidak tentu. Penambahan konverter daya dan elemen penyimpan energi akan meningkatkan keandalan dan ketersediaan, serta meredam fluktuasi tegangan yang disebabkan oleh perubahan kecepatan angin. Static compensator (STATCOM) dapat menghasilkan dan menyerap daya reaktif yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem, dengan baterai sebagai sumber DC-nya, juga mengurangi tingkat sag dan swell.

Referensi:

• Abrantes, "Overview of power quality aspects in wind generation," 2012 North American Power Symposium (NAPS), Champaign, IL, 2012, pp. 1-6.
• R. Grnbaum, "FACTS for grid integration of wind power," 2010 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT Europe), Gothenberg, 2010, pp. 1-8.
• M. Reza, L. Andreasson, G. Persson and A. Bostrom, "HVDC and FACTS potentials for Indonesian electrical grid infrastructure," Proceedings of the 2011 International Conference on Electrical Engineering and Informatics, Bandung, 2011, pp. 1-4.
• Robert W. Cummings, "Energy Storage & Reliability", NERC, 2016.