Seri Ekonomi Pembangkitan
oleh: Kelompok 6
Ilham Budi, Rachmawati Agustin, Argianto, Difi Nuary
Analisis keekonomian pembangkitan menunjukkan sebuah proyeksi atau prediksi keekonomian dari operasi sistem pembangkitan dengan berbagai pilihan fasilitas pembangkitan di masa mendatang guna melayani beban yang ditentukan. Pada dasarnya, analisis ini merupakan simulasi atau dugaan atas operasi mendatang. Pengetahuan tentang prinsip-prinsip operasi sistem penting dikuasai untuk memperoleh hasil yang dapat dipercaya (credible results) oleh banyak pihak.
KEHANDALAN OPERASI
Tujuan pertama dari sistem operasi pembangkitan tenaga listrik adalah memastikan kehandalan, yang berarti pasokan listrik terus menerus dalam range (rentang) variasi tegangan dan frekuensi yang diperbolehkan. Biasanya dalam nominal kecil atau rendah.
Pada dasarnya ini memerlukan adanya kecocokan output dari sistem pembangkitan dengan beban, suatu proses yang mempertimbangkan variasi beban dan daya yang dibangkitkan dalam periode kurang dari satu detik hingga beberapa tahun.
Untuk jangka pendek ini rentang yang terjadi terkait dengan mengenai perubahan beban normal dan perubahan daya pembangkitan akibat adanya kegagalan tiba-tiba dari sistem pembangkit. Untuk jangka panjang rentang yang terjadi terkait dengan pertumbuhan beban normal dan waktu atau periode pembangunan pembangkit-pembangkit besar yang baru.
Capacity atau reserve planning merupakan kapasitas terpasaing yang ditentukan untuk mengantisipasi perubahan beban normal dalam jangka panjang.
Reserve capacity dibentuk akibat adanya ketidakpastian (risiko) pada sisi ketersediaan kapasitas dan beban dalam berbagai kurun waktu.
SEASONAL RESERVE: MAINTENANCE
Cadangan berarti selisih antara kapasitas dan beban.Jika dinyatakan dalam persantase itu merupakan fraksi berbasis beban. Cadangan terpasang diartikan sebagai selisih antara kapasitas terpasang dengan beban puncak pada suatu tahun tertentu. Ini merupakan perkiraan kasar mengenai potensi kehandalan operasi untuk tahun tertentu.
Untuk pertimbangan kehandalan dengan adanya variasi beban musiman perlu ditentukan margin cadangan (reserve margin) sepanjang tahun meliputi beban puncak musiman pada setiap musim dalam setahun.
Variasi ini penting untuk menjadwalkan pemeliharaan unit pembangkitan.
UNIT MAINTENANCE REQUIREMENTS
Pada saat melaksanakan pemeliharaan unit pembangkitan berhenti beroperasi selama kurun waktu tertentu yang terjadwal.Persentase waktu dimana unit tidak beroperasi akibat adanya pemeliharaan rutin disebut dengan planned outage. Nilainya bervariasi menurut jenis pembangkit. Umumnya 2% atau kurang untuk pembangkit hidro hingga 12% atau lebih untuk coal-fired steam units.
SYSTEM MAINTENANCE SCHEDULING
Tujuan utama dari jadwal pemeliharaan adalah untuk mengurangi risiko ketidaktepatan kapasitas dalam 1 tahun.DAILY OPERATING RESERVE
Topik ini terkait dengan bagaimana operator usaha pembangkitan melepaskan cadangan yang ada (available reserve) setiap hari untuk mengikuti atau mencocokkan variasi beban harian dan membentuk kontigensi.Cadangan operasi merupakan selisih antara beban antisipasi dan kapasitas pembangkit yang menghasilkan output dalam jangka waktu cukup singkat dalam batas tertentu. Total cadangan operasi dibentuk dari komponen-komponen yang dirancang untuk setiap kemungkinan.
SPINNING RESERVE
Perkiraan atau forecast beban setiap jam umumnya dibentuk sebelum operasi harian dilaksanakan.Sejumlah unit kadangkala harus di shutdown pada saat beban rendah untuk menghemat biaya. "Commitment list" merupakan daftar pembangkit yang harus dapat dioperasikan untuk mengimbangi peningkatan beban yang tinggi, misalnya di pagi hari.
Mengingat waktu untuk mengaktifkan pembangkit dan waktu untuk melakukan sinkronisasi biasanya lebih panjang dari kenaikan beban maka umumnya pembangkit harus disiapkan cukup lama sebelumnya dengan excess power sekitar 50% hingga 100% dari kapasitas dalam periode adanya kenaikan beban yang cepat.
Besarnya excess power disebut sebagai spinning reserved.
Spinning reserve umumnya sangat mahal dibandingkan saat beroperasi normal pada kapasitas penuh. Namun demikian tetap diperlukan untuk menjaga kehandalan yang nilainya berkisar antara 4% hingga 8%.
Tidak ada forecast yang betul-betul sempurna. Forecast error kerap terjadi dengan allowance sebesar 1% hingga 2%.
Selain itu juga dicadangkan sebesar 1% hingga 2% dari spinning reserve untuk mengatasi lonjakan beban yang bersifat mendadak yang terjadi dalam orde detik (2 hingga 5 detik).
Disamping itu sistem operasi juga harus mengantisipasi kehilangan daya mendadak akibat malfungsi pada pembangkit yang terhubung dalam sistem interkoneksi atau pool.
NON SPINNING RESERVE
Ini jenis reserve yang dibentuk dengan mengoperasikan pembangkit di wilayah yang mengalami kekurangan kapasitas untuk menghindari risiko pada transmisi jika harus ditangani oleh spinning reserve dalam waktu singkat.
OPERATION FOR ECONOMY
Tujuan utama operasi adalah untuk melayani beban. Kedua, tentu saya harus pada biaya terendah (minimum cost). Biaya terendah yang utama dapat dicapai dalam operasi adalah dengan menghemat biaya bahan bakar.Bagi dispatcher, ini berarti memilih pembangkit yang tersedia dalam periode beban tertentu dengan pertimbangan tertentu. Ia kemudian membuat jadwal untuk menghidupkan atau mematikan pembangkit yang disebut commitment dan mendistribusikan total kapasitas per jam yang diperlukan kepada setiap pembangkit.
Proses ini disebut sebagai economic dispatch.
ECONOMIC DISPATCH
Sebelum mengetahui lebih jauh mengenai bahasan economic dispatch, ada baiknya kita paham akan istilah-istilah berikut ini:- Unit commitment : Menentukan unit mana yang online
- Unit dispatch : Menentukan power output dari unit yang committed
- Economic dispatch : menentukan cara yang paling ekonomis untuk mengoperasikan unit yang committed supaya biaya operasi minimum dan total sistem pembangkit sama dengan permintaan beban.
Dengan penerapan economic dispatch maka diharapkan didapatkan biaya pembangkitan yang minimum terhadap produksi daya listrik yang dibangkitkan dari setiap pembangkit pada suatu sistem kelistrikan.
Secara umum fungsi biaya dari setiap pembangkit dapat diformulasikan secara matematis sebagai suatu fungsi objektif seperti fungsi berikut :
Mempelajari economic dispatch berarti harus memperhatikan kurva input-output.
Kurva ini menggambarkan besarnya input yang harus diberikan pada unit pembangkit sebagai fungsi dari outputnya.
Untuk unit pembangkit termis, inputnya ialah bahan bakar yang dinyatakan dalam mata uang (Rupiah atau dolar) dengan output daya yang dibangkitkan. Begitu pula dengan pembangkit hidro dimana inputnya ialah jumlah air yang masuk dan outputnya daya yang dibangkitkan.
Dengan mengetauhi kurva ini, biaya bahan bakar setiap unit pembangkit termis dapat dinyatakan. Kurva ini juga digunakan untuk mencari pembagian beban yang optimum diantara unit pembangkit. Di jelaskan pula hal yang harus diperhatikan ialah incremental cost yaitu kenaikan biaya bahan bakar per kenaikan kapasitas.
Sumber :
- Diktat Electric Utility Power Generation Economics, W.D. Marsh, Clarendon Press-Oxford, University Press, NY
- Pembangkitan Energi Listrik, Marsudi Djiteng, Erlangga, Jakarta
Pertanyaan untuk bahan diskusi :
- Mengapa capital cost sebut sebagai sunk-cost di tingkat operasi ?
- Mengapa spinning reserve disebut costly operation?
- Mengapa economic dispatch dapat menurunkan biaya operasi khususnya biaya bahan bakar?
- Mengapa perlu memperhatikan incremental cost dalam operasi ?
1.Mengapa capital cost sebut sebagai sunk-cost di tingkat operasi ?
BalasHapusArti sunk cost sendiri adalah segala biaya yang telah dikeluarkan dimasa lalu dan tidak dapat dipulihkan. Capital cost yang sifatnya tidak bisa dipulihkan lagi disebut sunk cost pada masa operation.
HapusSebagai contoh sebuah proyek pembangunan pembangkit membeli sebidang tanah untuk dipakai lokasi pembangkit, apabila tanah tersebut dipagari maka biaya pembuatan pagar untuk tanah tersebut disebut sunk cost.
ibu galuh untuk sunk cost sendiri apakah sudah dapat di kalkulasikan pada awal ketika kita akan berinvestasi atau biaya ini muncul dengan sendirinya ketika suatu project sedang berlangsung?mohon bantuannya
HapusMencoba menjawab pertanyaan indrawan, Jawabannya bisa pak sesuai pengertiannya sunk cost ialah segala biaya yang telah dikeluarkan dimasa lalu dan tidak dapat dipulihkan.dan contoh yang diberikan ibu galuh, terlihat bahwa dalam perencanaan awal kita dapat memprediksi mana yang akan menjadi sunk cost
Hapus2.Mengapa spinning reserve disebut costly operation ?
BalasHapusSpinning reserve lebih mahal karena sebuah generator beroperasi di beban sebagian yang dianggap tidak efisien karena kapasitas generator sebenarnya melebihi dari beban tersebut. Selisih kapasitas semua mesin genertor yang beroperasi dikurangi beban pemakaian tertentu inilah yang disebut spinning reserves.
HapusMeskipun mahal spinning reserves tetap dibutuhkan untuk menyediakan cadangan pada kapasitas yang dijanjikan dalam waktu 10 menit. Spinning reserves lebih dapat diandalkan karena dapat segera merespon ketika terjadi lonjakan beban dibandingkan nonspinning reserves.
Untuk ibu galuh saya menanyakan tentang kapasitas yang yang di gunakan pada metode spinning reserve mengapa hanya di gunakan waktu 10 menit sedangkan sebagai pembanding untuk non spinning reserve apakah tidak ada waktu yang di butuhkan?pada kondisi seperti apakah kita seharusnya menggunkan spinning reserve atau non spinning reserve mohon penjelasannya ibu galuh
HapusSebagai tambahan pada spinning reserve, pembangkit dalam kondisi online dan parallel dengan system grid sebelum kenaikan beban berdasarkan forecast. Sedangkan pada non spinning reserve pembangkit dalam kondisi ofline dan akan sia dioperasikan dengan kondisi suatu pembangkit mengalami kegagalan atau masalah sehingga kebutuhan beban tidak dapat dipenuhi pembangkit-pembangkit yang masih online. Non spinning reserve ada 2 yaitu cadangan panas dimana persiapan pembakaran fuel sudah dilakukan sehingga pembangkit siap dioperasikan dan diparallelkan dengan system dalam waktu segera. Sebagai contoh uap air dijaga kondisinya tetap panas pada PLTU. Non spinning reserve kedua adalah cadangan dingin dimana secara alami pembangkit tersebut dapat dioperasikan dan diparallelkan dengan segera dengan perubahan rate load yang cepat sebagai contoh PLTA, PLTG.
HapusSpinning reserve menjadi sangat costly disebabkan faktor-faktor sebagai berikut:
1. Pembangkit yang diplot sebagai spinning reserve akan beroperasi secara intermittent yang mengakibat tambahan biaya konsumsi fuel untuk proses start-up.
2. Dalam periode sebelum kenaikan beban berdasarkan forecast, pembangkit spinning reserve akan dibebani dengan load minimum sesuai dengan rekomendasi manufacture untuk menghindari masalah-masalah yang akan timbul. Sesuaid engan kurva efisiensi, efisiensi akan sebanding dengan beban yang ditanggung, semain besar beban hingga 100% rating semakin tinggi efisiensinya. Efisiensi akan berkaitan dengan konsumsi fuel dan biaya yang dikeluarkan untuk konsumsi fuel.
3. Periodik perawatand ari sisi pembangkitan dan fasilitas pendukungnya seperti breaker akan bertambah dikarenakan seringnya start-stop pembangkit akan mengakibatkan proses aging peralatan akan bertambah
4. Untuk spinning reserve yang dibeli dari pihak swasta akan tergantung dari kontrak periode penggunaan spinning reserve.
Untuk non spinning reserve resiko terbesar adalah terjadinya pemadaman dikarenakan kegagalan operasi pembangkit yang digunakan sebagai spinning reserve. Sedangkan untuk cadangan panas diperlukan tambhan cost untuk konsumsi fuel pembakaran uap air pada PLTU.
Dikarenakan baik spinning reserve atau non spinning reserve akan sangat costly diperlukan perancangan, pengawasan dan manajemen untuk optimasi unit-unit yang commit (beroperasi).
Evaluasi pemilihan dengan menghitung biaya minimum (economic dispatch) dari setiap kombinasi unit-unit yang commit.
3. Mengapa economic dispatch dapat menurunkan biaya operasi khususnya biaya bahan bakar?
BalasHapusKarena dengan melakukan Economic Dispatch, skema kombinasi aktivasi pembangkit yang dipilih telah melalui analisa biaya operasi (termasuk di dalamnya biaya bahan bakar) yang paling minimum agar total daya yang dihasilkan oleh sistem pembangkit sama dengan permintaan beban.
HapusChairy, ME13
Dengan metode economic dispatch ini, kita dapat menentukan cara yang paling ekonomis dalam mengoperasikan unit yang telah ita commit, dengan hal tersebut tentunya kita mengharapkan meminimalkan biaya oerasi dan juga membuat total pembangkitan sebanding dengan permintaan, dengan itu biaya operasi dapat di mainkan
HapusEconomic dispatch juga harus mempunyai batasan-batasan tertentu untuk menjaga reliability system dan nilai keekonomisannya. Sehingga tidka timbul masalah--masalah yang lain yang mengakibatkan biaya variabel akan bertambah.
HapusBatasan-batasan tersebut diantaranya:
1. Ketersediaan fuel di unit pembangkit
2. Ketersediaan cadangan baik cadangan berputar atau cadangan tidak berputar berdasarkan pertimbangan kecepatan start-up dan respon terhadapa pembebanan.
3. Biaya start-up panas dan dingin. Pemilihan start-up panas atau dingin berdasarkan karaketristik kecepatan start up dan respon terhadap perubahan load dari unit yang digunakan
Menurut US Energy Policy Act of 2005, economic dispatch adalah pengoperasian pembangkit untuk menghasilkan energi dengan biaya terendah untuk melayani konsumen dengan handal, memperhatikan batasan kemampuan pembangkit serta transmisi.
HapusUntuk mendapatkan biaya operasional yang rendah perlu diperhatikan heat rate masing-masing pembangkit. Masalah economic dispatch ini umumnya dipecahkan dengan bantuan software khusus agar diperoleh perhitungan yang cepat dan akurat tanpa mengabaikan kemampuan pembangkit dan transmisi sehingga keputusan yang dibuat tidak akan merusak sistem yang pada akhirnya dapat menambah biaya perbaikan.
4. Mengapa perlu memperhatikan incremental cost dalam operasi ?
BalasHapusIncremental cost adalah kenaikan biaya bahan bakar per kenaikan kapasitas output daya yang dihasilkan. Dengan memperhatikan besaran/nilai incremental cost, maka kita akan mengetahui pada level output daya berapa (pembagian beban) kombinasi dari beberapa unit pembangkit mendapatkan nilai optimumnya. Sehingga bisa dicapai biaya operasi yang minimum.
HapusChairy, ME'13
setuju dengan mbak chairy, tujuan menganalisa incremental cost ialah untuk mendapatkan biaya bahan bakar yang digunakan pada unit pembangkit yang minimum, karena dengan menganalisa dari sisi incremental cost (kenaikan biaya bahan bakar per kenaikan beban) kita dapat menganalisa jumlah bahan bakar yang digunakan setelah unit pembangkit di commit untuk beroperasi.
Hapusselamat malam pak Difi,apakah incremental cost dalam penggunaanya di bisnis pembangkitan hanya untuk menganalisa secara khusus dari suatu biaya bahan bakar saja,atau ada faktor biaya yang lain yang dapat di kategorikan sebagai incremental cost misal kelipatan suatu biaya tertentu terhadap output daya?
HapusMalam Pak Indrawan, yaa secara harfiahnya incremental cost merupakan biaya tambahan atau dengan kata lain “biaya-biaya yang akan ditambahkan atau biaya yang tidak akan dikorbankan apabila suatu alternatif tertentu tidak dipilih untuk dilaksanakan” dalambisnis pemangkitan bahan bakar merupakan biaya yang tidak akan dikorbankan dalam pengambilan keputusan karena itu adalah kebutuhan primer dari suatu pembangkit, jika ada hal yang lain yang bersifat sama dengan bahan bakar maka bisa dikategorikan sebagai incremental cost juga.
Hapus5. Apakah ada contoh untuk kurva Unit Loadings ?
BalasHapusUntuk bapak dan ibu dari kelompok 6 mohon pencerahannya maksudnya kurva karakteristik efisiensi berdasarkan unit loadings atau sistem unit loadings berdasarkan load forecast? Untuk yang kedua sudah ada di bagian 04 Electrical Utility system load
HapusSedangkan kurav harian secara real time untuk jawa dan bali bisa di access disini i http://hdks.pln-jawa-bali.co.id/app4/system.php
kurva karakteristik efisiensi berdasarkan unit loading artinya kurva berdasarkan atas pembebanan secara real time, dari kurva tersebut kita dapat melihat efisiensi yang telah tercapai antara input dan output, sementara untuk berdasarkan load forecast, itu berdasarkan ramalan akan beban yang akan terjadi dari hasil perhitungan dan analisa sistem operasi sebelumnya
HapusKalo melihat persentasi kemarin dan penjelasan pak fajar, dijelaskan bahwa pembangkit pembangkit yang di analisis dan di perhitungkan hanya pembangkit yang hidro-termis (PLTA,PLTU, PLTG, PLTN dsb), yang ingin saya tanyakan apakah analisis ini berlaku untuk pembangkit renewable ? (solar,Wind,dsb) apakah perhitungan sama?
BalasHapusPada PLTS dan PLTB lebih mengarah kepada total capacity reserve yang akan dibangkitkan atau dengan kata lain sebagai back-up pada saat cuaca tidak mendukung berdasarkan forecast BMKG.
HapusDesign awal berdasarkan perhitungan teknis dan ekonomis disertai cuaca forecast yang akan menentukan sistem yang akan dibangun, sebagai contoh untuk PLTS:
1. Kombinasi PLTS dan battery back-up dengan durasi (mohon rekan-rekan yang mempunyai literaturnya bisa disharing) dan Diesel engine untuk back-up.
2. Hybrid system dimana dikombinasikan dengan Diesel Engine pengoperasian hariannya.
Pada saat hari hujan untuk sistem no.1 Diesel engine tidak dioperasikan berdasarkan paramater battery back-up yang terukur masih mencukupi, sedangkan pada sistem no. 2 diesel engine akan dioperasikan dan diparallekan output inverter surya panel.
Point 1. Periode maintenance dan pergantian battery akan bertambah karena battery akan rutin charge-discharge setiap harinya
Point 2: Periode maintenance DEG akan bertambah dikarenakn DEG akan rutin start-stop setiap harinya. Disamping biaya konsumsi fuel setiap harinya.
Tapi apakah biaya penggantian batre dan lain sebagainya pada PLTS dan PLTB bisa dikategorikan sebagai incremental cost? bagaimana bisa dikategorikan seperti itu?
HapusKalau boleh tanya, berhubungan dengan pertanyaan mas Difi soal renewable power plant (angin atau surya). Apabila pembangkit tersebut terkoneksi kedalam grid apakah beroperasi sebagai base load atau peak load power plant karena apabila dibandingkan dengan PLTA yang debit air dapat diubah sesuai kebutuhan, maka bagaimana dengan pembangkit renewable khususnya pembangkit listrik tenaga angin
HapusSpinning reserve disebut "costly" karena setiap unit pembangkit yang beroperasi pada beban rendah relatif kurang efisien bila dibandingkan dengan pembangkit yang beroperasi pada beban penuh. Dengan kata lain, pembangkit akan lebih efisien pada kondisi dibebani penuh. (full load) Sehingga, kapasitas total harian pembangkit tersebut biasanya dihitung melebihi beban puncak (daily peak load) yang di-forecast dengan range 4% s/d 8%. Range tersebut penting untuk menutupi kesalahan forecast, regulasi (pengaturan) frekuensi, dan dynamic-pickup. Yang terakhir, dynamic-pickup hanya pada saat pembangkit tersebut harus mengambil beban sesaat apabila pembangkit lain lepas dari grid (jala-jala).
BalasHapusBagus W. Wahyuntoro, ME'13
Sumber: Marsh, W.D., Electric Utility Power Generation Economics, Clarendon Press - Oxford, University Press, N.Y., hal. 79
Kelompok 4 ME-2015
BalasHapusJenis pembangkit apa yang cocok untuk dijadikan spinning reserve agar bisa meminimalkan biaya operasi sekaligus menjaga kehandalan sistem tenaga listrik?
cadangan putar (spinning reserve) adalah cadangan daya pembangkitan yang terdapat pada unit-unit pembangkit yang beroperasi paralel dengan sistem dan dibebani tidak penuh serta dapat merespon untuk menahan laju penurunan frekuensi akibat terjadi outage pada pembangkit maupun jaringan dalam waktu kurang dari 10 menit.
HapusPembangkit yang cocok untuk spinning reserve adalah pembangkit yang memiliki respon cepat yaitu pembangkit berbahan bakar gas (PLTG, PLTGU, PLTMG), PLTA reservoir, maupun PLTD pada sistem isolated. Memperhatikan faktor biaya operasi, maka PLTA reservoir paling ekonomis, tetapi harus memperhatikan faktor musim dan level air pada waduk. Untuk pembangkit berbahan bakar gas juga harus memperhatikan faktor take or pay dan harga bahan bakar gas.
Sumber:
Report of the Committee on Spinning Reserve, September 17th, 2015. CENTRAL ELECTRICITY REGULATORY COMMISSION NEW DELHI
Spinning Reserve merupakan cadangan daya yang harus diperhitungkan dari unit-unit yang beroperasi (commit), di mana apabila ada salah satu unit yang mengalami kegagalan operasi (jatuh/trip), maka daya yang berkurang akibat kegagalan operasi dari unit tersebut dapat diganti/ditanggulangi oleh cadangan daya tersebut. Umumnya cadangan daya yang ada diperhitungkan untuk mampu menggantikan apabila unit yang terbesar mengalami kegagalan operasi.
HapusSelain itu, spinning reserve juga harus mempertimbangkan beberapa hal :
1. Harus dialokasikan dengan mempertimbangkan adanya pembangkit dengan kecepatan respon tinggi dan pembangkit dengan kecepatan respon rendah, hal ini mengembalikan frekuensi yang turun akibat pembangkit yang lepas dengan cepat.
2. Harus disebar secara merata untuk menghindari batasan kemampuan transmisi dan untuk mengatasi beroperasinya system secara island system.
Pembangkit yang biasanya dipilih adalah PLTA karena selain semua yang sudah disebutkan oleh Pak Luky dan Pak Agus diatas, persyaratan ISO untuk Spinning Reserve adalah 50 % dari kebutuhan Operasi Cadangan (OR). Hal ini adalah sama dengan 5 % permintaan (demand) harus dipenuhi oleh pembangkit listrik tenaga air (hidro), ditambah 7 % dari permintaan (demand) yang harus dipenuhi dari pembangkit listrik sumber daya lainnya, ditambah 100 % dari setiap tiap gangguan dari luar, atau kontingensi tunggal terbesar ( jika lebih besar dari gangguan luar).
Sumber :
https://www.caiso.com/Documents/SpinningReserveandNonSpinningReserve.pdf
-Hizkia Sandhi Raharjo- (ME 2015)
Spinning Reserve atau cadangan berputar adalah daya dari pembangkit atau dari tiap-tiap pembangkit yang tidak dibebankan ke sistem. Sebagai contoh, pembangkit dengan daya mampu 100 MW beroperasi dengan beban 75 MW, maka sisa dari daya mampunya yaitu 25 MW inilah yang disebut dengan Spinning Reserve atau Cadangan Berputar. Spinning Reserve ini sengaja diset atau disisakan sebagai margin untuk kebutuhan listrik yang tiba-tiba tanpa sempat mengaktifkan pembangkit lainnya dari start (Non-spinning Reserve). Total keseluruhan daya yang tidak dibebankan dari seluruh pembangkit ini adalah total jumlah Spinning Reserve.
HapusSedangkan Non-spinning Reserve adalah Cadangan daya yang ada pada daya mampu pembangkit-pembangkit yang tidak dibebankan sama sekali, namun terkoneksi dengan sistem. Oleh karena itu pembangkit-pembangkit ini tidak dapat merespons kebutuhan daya tambahan yang tiba-tiba karena pembangkit-pembangkit ini membutuhkan waktu start yang lama. Sehingga pembangkit-pembangkit yang termasuk dalam Non-spinning reserve ini hanya akan masuk ke sistem pada periode-periode waktu dimana beban sudah diperkirakan akan naik sebelumnya.
Jenis pembangkit yang cocok untuk dijadikan Spinning Reserve berdasarkan kecepatan respons terhadap perubahan bebannya dan yang cocok untuk meminimalisasi biaya operasi adalah Pembangkit Listrik Tenaga Air Kolam Tando atau Pembnagkit Listrik Tenaga Air dari waduk. Karena pembangkit ini lebih ekonomis dan kemampuannya dalam merespon perubahan beban yang tiba-tiba.
Andres Pramana Edward
ME 2015
Cadangan berputar (spinning reserve) adalah total jumlah biaya pembangkitan yang tersedia dan berputar dalam sistem (tersinkron) dikurangi total beban dan rugi – rugi yang terdapat dalam sistem tersebut. Dalam sebuah sistem tenaga listrik harus disediakan cadangan berputar sehingga apabila terdapat satu atau lebih unit yang terlepas dari sistem tidak menurunkan frekuensi atau tidak menurunkan aliran daya sistem. Jadi, jika kehilangan satu unit, maka harus ada jumlah cadangan pada unit lain yang dapat menyediakan daya untuk memperbaiki kehilangan tersebut pada suatu periode waktu tertentu. Cadangan ini tidak hanya harus cukup untuk mengurangi kegagalan pembangkit, tetapi juga harus ditentukan besar dan letak pengalokasiannya antara unit yang cepat pensinkronannya ke dalam sistem dengan unit yang lambat pensinkronannya.
HapusHal ini sangat berpengaruh terhadap sistem otomatis pengaturan pembangkitan yang mengatur besarnya frekuensi dan keterlepasan (outage) pembangkit. Besarnya cadangan berputar diperhitungkan sebagai besarnya persentase daya yang harus disediakan dari perkiraan beban puncak atau sebesar unit terbesar pada suatu periode waktu tertentu. Jika unit pembangkit berbeban 40%, maka unit harus dianggap mempunyai cadangan berputar sebesar 50% - 40% = 10%, dan jika unit dalam keadaan berbeban 60%, maka cadangan berputarnya dapat dianggap 100% - 60% = 40%.
Untuk PLTU yang dikenal dalam pengoperasian paling murah dibanding pembangkit lainnya (tentunya selain PLTA), namun memiliki start up dan pensinkronisasian yang membutuhkan waktu lama, maka perlu adanya spinning reserve untuk mempercepat start up tersebut, sehingga diperlukan PLTA dan PLTG sebagai equivalent spinning reserve. Hal ini telah diimplementasikan sangat jamak dalam studi optimalisasi operasi sistem pembangkitan, seperti contohnya pada sumber ini
Sumber lainnya
Novan Akhiriyanto, ME’15
Menurut Permen ESDM 37 2008, kebutuhan yang harus tersedia setiap saat:
Hapusa. Cadangan berputar ≥ kapasitas unit pembangkit terbesar
yang terhubung ke Sistem;
b. Cadangan berputar ditambah cadangan dingin ≥ dua unit
pembangkit terbesar yang terhubung ke Sistem; dan,
c. ‘Cadangan berputar’ ditambah ‘cadangan dingin’ ditambah
‘cadangan jangka panjang’ ≥ dua pembangkit terbesar
yang terhubung ke Sistem ditambah marjin keandalan.
Tambahan marjin keandalan ini dapat dinyatakan dalam
persentase terhadap beban puncak harian atau dalam
MW; yang perhitungannya berdasarkan studi-studi energi
tak terlayani.
dari persyaratan di atas dapat diketahui bahwa jumlah cadangan berputar lebih besar dibandingkan kapasitas unit pembangkit terbesar. Mengambil contoh sistem pembangkitan jawa bali, tentu cadangan berputar haruslah berasal dari kombinasi beberapa pembangkit. untuk menentukan pembangkit-pembangkit sebagai cadangan putar tentu harus memperhatikan:
a. Biaya pembangkitan
b. Ketersediaan pembangkit (Commitment)
c. Respon waktu
Sehingga untuk menentukan jenis pembangkit untuk cadangan berputar adalah pembangkit dengan biaya murah, respon waktu cepat dan commit pada waktu tersebut. sehingga pembangkit yang cocok digunakan umumnya adalah PLTA, PLTG pada beban puncak ataupun PLTU apabila tidak pada beban puncak (menghindari biaya shutdown/start up).
Muhammad Ridwan (ME 2015)
Operator sistem biasanya menjaga "cadangan operasi," 5-7% atau lebih dari beban. Cadangan ini digunakan untuk menangani perubahan yang cepat dan tak terduga dalam permintaan listrik atau perubahan yang sangat besar dalam pasokan listrik yang dapat terjadi dalam sepersekian detik jika pembangkit listrik besar mengalami outage tak terduga. Cadangan (reserve) ini memungkinkan operator sistem untuk menanggapi berbagai potensi kejadian tak terduga.
BalasHapusOperator sistem menggunakan dua jenis cadangan "cadangan berputar," (spinning reserve) yang dapat diaktifkan dengan cepat untuk merespon perubahan mendadak dalam pasokan listrik dan permintaan, dan "cadangan non-berputar," (non-spinning reserve) yang digunakan untuk merespon perubahan lambat.
Spinning reserve biasanya berasal dari pembangkit yang beroperasi di bawah tingkat output maksimum mereka sehingga mereka cepat dapat meningkatkan atau menurunkan output mereka sesuai kebutuhan. Pembangkit listrik tenaga air biasanya pilihan pertama dari operator sistem untuk cadangan berputar, karena output mereka dapat diubah dengan cepat tanpa penggunaan bahan bakar. Ketika pembangkit listrik tenaga air tidak tersedia, pembangkit yang menggunakan gas alam juga dapat digunakan untuk menyediakan cadangan berputar karena mereka dapat dengan cepat meningkatkan dan menurunkan generasi mereka dengan hanya kehilangan sedikit efisiensi. Studi menunjukkan bahwa menggunakan gas alam sebagai cadangan berputar hanya meningkatkan emisi dan penggunaan bahan bakar sebesar 0,5% - 1,5% di atas operasi normal (iwea.org)
Pembangkit yang dijadikan spinning reserve bukan hanya dilihat dari biaya saat beroperasinya yang ekonomis, tapi juga melihat dari biaya start-up yang ekonomis. Di sistem Jawa-Bali beberapa PLTU batubara selain untuk baseload juga digunakan sebagai spinning reserve, karena startup cost PLTU batubara (terutama saat cold start) lebih boros daripada menjaga PLTU tersebut tetap beroperasi di bawah DNM-nya. kemampuan Load swing PLTU menurut saya juga termasuk responsif terhadap beban. Dari pengalaman operator, naik-turun beban dapat berkisar 3-5MW/menit, dan saat emergency dapat dioperasikan 15 MW/menit.
BalasHapusSumber: best practice operator beberapa PLTU batubara.
Ayudha Nandi
ME' 2015
Spinning reserve merupakan cadangan daya pembangkitan yang terdapat pada unit-unit pembangkit yang beroperasi secara paralel dengan sistem utama tanpa beban maupun rugi-rugi yang harus disuplai. Spining Reserve harus sedemikian rupa, sehingga kerugian satu atau lebih unit tidak akan mengakibatkan penurunan frekuensi pada sistem. Sehingga, jika satu unit pembangkit gagal, harus ada yang menyuplai daya dari unit lainnya untuk mengatasi keadaan yang terjadi pada suatu periode waktu tertentu, dalam hal ini dibutuhkannya pembangkit dengan respon cepat, dalam hal ini dapat digunakan PLTA yang memiliki respon yang cepat, tetapi juga harus diperhatikan kebutuhan akan sumber air untuk pembangkit tersebut.
BalasHapus- ilman ME 2015 -
Jenis pembangkit yang cocok dijadikan spinning reserve adalah pembangkit yang berfungsi sebagai load follower di dalam sistem operasi pembangkitannya. PLTA dan PLTG merupakan pembangkit yang cocok dijadikan spinning reserve dengan biaya operasi yang minimal. Tetapi jika dalam suatu sistem pembangkitan mayoratis jenis pembangkitnya adalah PLTU maka yang dijadikan spinning reserve adalah PLTU dengan unit kapasitas yang kecil untuk mendapatkan biaya operasi yang minimal dibandingkan menggunakan PLTU yang bekapasitas besar sebagai spinning reserve.
BalasHapusSt. Wisnu N (ME 2015) - Kelompok 1