Pengertian, sejarah dan manfaat Listrik

1. Pengertian Listrik

Listrik merupakan rangkaian yang dapat menghasilkan power (daya) atau kekuatan yang ditimbulkan karena adanya pergesekan melalui suatu proses kimia, yang dapat digunakan untuk menghasilkan panas ataupun cahaya untuk menjalankan mesin serta perangkat elektrik. Pengertian listrik menurut bahasa: listrik berasal dari kata serapan bahasa inggris yaitu electricity, electric, atau electrical. Singkatnya listrik adalah aliran muatan antara proton (muatan positif) dan elektron (muatan negatif) yang mengalir pada sebuah penghantar (konduktor) dalam suatu rangkaian. Listrik itu sendiri terdiri dari dua bagian listrik statis dan listrik dinamis, seperti pada Gambar 1 Pembagian Listrik berikut.

Gambar 1.1 Pembagian Listrik

Listrik statis yaitu ketidakseimbangan muatan listrik dalam atau pada permukaan benda, Sedangkan Listrik dinamis yaitu listrik yang dapat bergerak.

2. Sekilas Sejarah Listrik

Listrik sendiri ditemukan oleh Michael Faraday, dimana Faraday menciptakan motor listrik yang pertama didunia, yaitu sebuah rangkaian pertama yang memakai aliran listrik sebagai sumber penggerak benda. tidak dapat dipungkiri penemuan tersebut merupakan cikal bakal atas seluruh motor listrik yang dipakai pada zaman sekarang. Berikut adalah gambar 2 penemuan dinamo listrik pertama kali didunia oleh Faraday.

Gambar 1.2 Dinamo Listrik

Di dunia listrik, muatan menghasilkan medan elektromagnetik yang dilakukan ke muatan lainnya. Listrik muncul akibat adanya beberapa tipe fisika:

1. Muatan Listrik : sifat beberapa partikel subatomik yang menentukan interaksi elektromagnetik. Substansi yang bermuatan listrik menghasilkan dan dipengaruhi oleh medan elektromagnetik.
2. Medan Listrik : tipe medan elektromagnetik sederhana yang dihasilkan oleh muatan listrik ketika diam (maka tidak ada arus listrik). Medan listrik menghasilkan gaya ke muatan lainnya
3. Potensial Listrik : kapasitas medan listrik untuk melakukan kerja pada sebuah muatan listrik, biasanya diukur dalam volt
4. Arus Listrik : perpindahan atau aliran partikel bermuatan listrik, biasanya diukur dalam ampere
5. Elektromagnet: Muatan berpindah menghasilkan medan magnet. Arus listrik menghasilkan medan magnet dan perubahan medan magnet menghasilkan arus listrik

Baca juga: Jasa Tukang Listrik Makassar

Pada teknik elektro, listrik digunakan untuk:

1. Tenaga listrik yang digunakan untuk menghidupkan peralatan.
2. Elektronik yang berhubungan dengan sirkuit listrik yang melibatkan komponen listrik aktif seperti tabung vakum, transistor, dioda dan sirkuit terintegrasi.

3. Manfaat Listrik

Energi listrik sangatlah penting di dunia serba canggih dan modern saat ini, salah satunya yang jelas sekali terlihat manfaatnya untuk penerangan saat malam hari. Saat perusahaan penyedia jasa layanan listrik memadamkan listrik banyak diantara kita mengeluh sehingga kita tidak bisa mengecas atau mencatu daya untuk perangkat elektronik, apalagi pengusaha dan pabrik-pabrik yang sangat membutuhkan supply daya listrik untuk kelangsungan produksinya, banyak dari mereka mengeluh rugi karena sering terjadi pemadaman listrik. Ada beberapa manfaat energi listrik pada umumnya seperti berikut :

1. Penerangan pada malam hari yang membutuh energi listrik untuk menghidupkan bola lampu.
2. Catu daya perangkat elektronik seperti, Televisi, Kulkas, AC, HP, dll.
3. Bidang kesehatan yang menggunakan listrik untuk peraralatan atau perangkat medis seperti incubator, Oxymeter, Elektrokardiograf, dll.
4. Listrik juga sebagai penghasil gerak seperti, mesin pompa, kipas angin, mobil, dst.

Manfaat dari energi listrik sebenarnya masih banyak lagi, sehingga energi listrik untuk saat ini tidak bisa dipisahkan dari kehidupan.

4. Referensi

1. Wikipedia, Listrik, Oktober 2016, [Online]: https://id.wikipedia.org/wiki/Listrik.
2. Sejarah Penemuan Listrik, Oktober 2016, [Online]: http://share-all-time.blogspot.co.id/2014/01/Sejarah-penemuan-listrik-biografi-michael-faraday.html.

Smart Grid - Sistem Komunikasi Data Bagian 2

WIDE AREA MONITORING SYSTEMS (WAMS)

WAMS didesain dengan utilitas untuk mengoptimal kapasitas grid transmisi dan mencegah melebarnya gangguan. Dengan menyediakan informasi kestabilan secara real-time dan margin pengoperasian yang aman, WAMS memberikan sistem peringatan dini tentang adanya gangguan untuk pencegahan dan penguranagn terjadi sistem menjadi black-out (padam). Sensor WAMS terdistribusi melalui jaringan yang terhubung dengan satelit GPS untuk ketepatan pengukuran dalam sistem transmisi. Sensor – sensor yang terintegrasi terhubung dengan jaringan komunikasi.

Baca Juga : Spesialis Listrik Makassar

PHASOR MEUSUREMENT UNIT (PMU) 

PMU atau Synchrophasor memberikan operator keakuratan snapshot sistem tenaga. PMU terdiri dari phasor tegangan bus dan phasor arus cabang dan juga memberikan informasi lokasi dan parameter jaringan. Pengukuran fasor diambil dengan presisi tinggi dari berbagai titik sistem tenaga dalam waktu yang sama, sehingga memungkinkan operator untuk memvisualisasikan sudut yang tepat yang berbeda-beda dengan lokasi yang berbeda. 

PMU dilengkapi dengan penerima GPS yang memungkinkan sinkronisasi pembacaan diambil pada titik yang jauh. Standar IEEE tentang Synchrophasor menspesifikasikan protokol komunikasi data PMU ke phasor data concentrator seperti gambar berikut:

Gambar 1. Diagram konsep PMU berdasarkan standar IEEE

PMU memastikan keakuratan tegangan dan arus pada rate frekuensi 2,88 kHz. PMU dapat menghitung daya nyata, frekuensi dan sudut phasa 12 kali per 60 Hertz siklus dengan rate sampling aktual yang digunakan adalah 1,4 MHz. 

Tren terbaru saat ini membutuhkan kontrol yang cepat dan diimplemetasikan secara online untuk mengurangi tegangan collapse dalam waktu yang singkat. Selama beberapa tahun para ahli telah menemukan bahwa PMU lebih cocok untuk memonitoring dan mengatur kestabilan tegangan. Saat PMU terintegrasi dengan sistem komunikasi data smart grid, pengkuran yang dilakukan memberikan visibilitas dinamis dalam sistem tenaga

SMART METER

Smart meter memiliki dua fungsi: 

• Memberikan data penggunaan energi pelanggan untuk mengontrol cost dan konsumsi. 
• Mengirim data pada utilitas untuk pengaturan faktor daya, beban puncak dan strategi harga berdasarkan informasi konsumsi sehingga automasi pembacaan data adalah komponen tambahan dari komunikasi dua arah antara pelanggan dan utilitas. 

Smart meter menentukan berapa jumlah tagihan pelanggan per kWh dan bagaimana serta kapan pelanggan menggunakan energi. Hal ini akan menghasilkan keakuratan informasi harga. Dan dimasa yang akan datang akan mengizinkan rate demand-respon, pajak, opsi tarif, dilengkapi juga dengan fasilitas meremote putus/hubungan energi pelanggan, peralatan kontrol dan monitoring, smart thermostat, switching dan metering prabayar.

SMART APPLIANCE (SA) 

SA (peralatan pintar) bersiklus ON/OFF dalam merespon signal yang terkirim ke utilitas. SA memungkinkan pelanggan berpartisipasi dalam program respon demand sukarela (seperlunya) yang membatasi penggunaan daya dalam periode demand puncak, dimana dalam hal ini memungkinkan pelanggan untuk mengontrol SA mereka melalui jaringan internet. 

SA seperti pendingin dan pemanas ruangan (AC/SH), pemanas air, kulkas, mesin cuci dan pengering menyatakan 20% dari total demand selama sehari, SA yang bersahabat (grid-friendly) menggunakan chip komputer sederhana yang dapat merasakan gangguan dalam grid sehingga SA yang digunakan dapat me-non-aktifkan dirinya dalam beberapa menit untuk memberikan kesempatan pada grid kembali stabil (normal)

ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE (AMI) 

AMI merupakan konvergensi dari grid, infrastruktur komunikasi, dan mensuport infrstruktur informasi. Jaringan pusat AMI digabung dengan komposit set AMI industri yang memerlukan sistem keamanan dan panduan. Permasalahan domain dialamatkan dengan implementasi AMI adalah relatif baru pada utility industri. Meskipun demikian keberadaan AMI didahulukan untuk skala yang besar. 

Fungsi AMI dapat dibagi kedalam bebrapa sub katagori, seperti : 

• Market Application: melayani untuk mengurangi pekerja, transportasi dan infrastruktur dengan pembacaan meter dan pemeliharaan, meningkatkan akurasi tagihan, dan memungkinkan untuk mengurangi tagihan yang tidak baik berdasarkan rate time-based, dan memfasilitasi pelanggan untuk berpartisipasi dalam manajemen energi.
• Costumer Application: melayani pertumbuhan kesadaran pelanggan tentang pengurangan beban, mengurangi tagihan yang tidak baik, memperbaiki cash flow, meningkatkan kepercayaan dan kepuasan pelanggan, memberikan respon demand dan majemen beban untuk memperbaiki kehandalan dan performansi. 
• Distribution Operation: mengurangi beban pelanggan untuk manajemen grid, optimasi jaringan berdasarkan pengumpulan data, memungkinkan untuk lokasi pemadaman dan pemulihan layanan, meningkatkan kepuasan pelanggan, mengurangi losses energi, meningkatkan kinerja dalam hal pemadaman dengan mengurangi durasi pemadaman dan optimalisasi sistem distribusi dan manajemen pembangkit terdistribusi, memberikan respon permintaan darurat.

GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM (GIS) DAN GOOGLE MAPPING 

GIS digunakan untuk memanajemen jaringan transmisi/distribusi dan telekomunikasi, GIS juga digunakan untuk memenajemen informasi tentang asset utiliti untuk pengumpulan data dan pemeliharaan. Google mapping menawarkan informasi geografis dalam suatu platform ter-update untuk fasilitas studi dan analisis. Melalui satelit, tersedia peta mulai dari ruang udara dan kontur jalan. 

Integrasi GIS dan Google Earth atau pemetaan lain akan dapat membantu pemahaman hubungan grid jaringan ,sebagai contoh menentukan lokasi optimal atau cara yang baik untuk menempatkan sensor atau tiang dll. Teknologi GIS memberikan kontek secara parsial kepada operator dan perencana, sebagai contoh sensor real-time yang mengumpulkan data yang diperlukan untuk merekonfigurasi jaringan untuk mengurangi pemadaman dan kegagalan peralatan.

TEKNOLOGI MULTIAGENT SYSTEM (MAS)

MAS adalah sistem komputasi dengan beberapa agent yang bekerja sama dalam mencapai suatu tugas yang diinginkan. Performansi MAS dapat di tentukan dengan berinteraksi antara berbagai agent. Agent-agent tersebut bekerjasama untuk mencapai berbagai tujuan. Sistem multiagen beroperasi secara otonom tanpa intervensi manusia. Sistem multiagen bersosialisasi dalam berinteraksi dengan agen lain melalui beberapa jenis bahasa komunikasi agen. Para agen juga merasakan dan bereaksi terhadap lingkungan mereka. Sistem multiagen secara proaktif mampu berorientasi dalam mencapai tujuan dengan berprilaku mengambil inisiatif sendiri.

MAS adalah pilihan preferensial untuk mengembangkan sistem terdistribusi. Pengembangan skema pemantauan dan pengukuran dalam lingkungan smart grid dapat ditingkatkan melalui penggunaan arsitektur MAS. Sebagai contoh MAS telah digunakan sebagai deteksi dan perangkat diagnosis dan dalam sistem monitoring. Bentuk arsitektur teknologi Multiagent System (MAS) seperti ditunjukan pada gambar 2 berikut :

Gambar 2. Asitektur Teknologi Multiagent System (MAS)

Arsitektur MAS seperti memanfaatkan koleksi agen seperti Agen Arbiter (AA), Agen Sistem Monitoring (SMA), Agen Deteksi Kegagalan (FDA), Diagnosis Agen (DA), Agen Indeks Penghakiman (JIA), dan Agen Penjadwalan (SA). Informasi yang melintas di antara agen tentang tindakan yang tepat yang akan diambil. Ketika diimplementasikan, proses berulang untuk terus memonitor sistem sehingga manajemen kondisi sistem dapat diimplementasikan secara instan.

A. Karakteristik Teknologi Multiagent System (MAS) 

Karakteristik dari teknologi Multiagent System (MAS) seperti berikut:

• Setiap agen memiliki kemampuan lengkap untuk memecahkan masalah 
• Tidak ada kontrol sistem global 
• Data Desentralisasi 
• perhitungan Asynchronous

B. Spesifikasi Multiagent System (MAS) 

Spesifikasi dari agen kontrol, agen sumber energi terdistribusikan (DER), agen pengguna, dan agen database dalam Intelligent Distributed Autonomous Power System (IDAPS) MAS didefinisikan. 

1. Agen kontrol: bertanggung jawab memonitoring sistem tegangan dan frekuensi untuk mendeteksi situasi contingency atau grid failure dan pengiriman signal ke CB utama untuk mengisolasi IDAPS mikrogrid dari utiliti saat pemadaman hulu terdeteksi; menerima signal harga tarif listrik (R/kWh) dari grid utama yang dihasilkan dari AMI dan di publis ke dalam komunitas IDAPS.
2. Agen DER: bertanggung jawab menyimpan informasi terkait DER, monitoring dan pengontrolan level daya DER dan connect/disconnect status, informasi DER yang disimpan meliputi identifikasi jumlah, tipe (solar cell, microturbin, fuel cell), rating daya (kW), keberadaan bahan bakar lokal, fungsi biaya atau harga dimana pelanggan setuju, ketersediaan DER, jadwal pemeliharaan. 
3. Agen pelanggan: bertindak sebagai gateway pelanggan yang membuat fitur dari microgrid IDAPS yang dapat diakses oleh pengguna, tanggung jawabnya meliputi menyediakan pelanggan dengan Informasi real-time dalam entitas yang berada dalam sistem IDAPS; memonitor Konsumsi listrik oleh masing-masing beban kritis dan tidak kritis, memungkinkan pengguna untuk mengontrol status beban berdasarkan prioritas yang telah ditetapkan pengguna
4. Agen Database: berfungsi sebagai titik akses data untuk agen lainnya serta pengguna; tanggung jawabnya meliputi sistem informasi menyimpan, merekam pesan dan data bersama antara agen.

C. Teknik Multiagent System (MAS)

Suatu agen dari MAS dapat didefinisikan sebagai suatu entitas dengan atribut dianggap berguna dalam domain tertentu. Dalam kerangka ini, agen adalah prosesor informasi yang melakukan tindakan otonom berdasarkan informasi. Umum atribut agen meliputi: 

• Otonomi: goal-directednes, proaktif dan berprilaku self –starting 
• Berperilaku kollaborasi: mampu bekerja dengan agen lainu ntuk mencapai tujuan bersama. 
• Level – pengetahuan kemampuan komunikasi : mampu berkomunikasi dengan agen lain dengan bahasa yang menyerupai bahasa manusia daripada tipikal simbol program-to-program protokol 
• Reaktifitas: mampu secara selektif merasakan dan bertindak 
• Kontinuitas sementara: mampu mengidetifikasi dan mengkondisikan untuk periode yang lama

Smart Grid - Sistem Komunikasi Data Bagian 1

Smart Grid-Sistem Komunikasi Data

Sistem Komunikasi Data

Komunikasi Data dalam jaringan (transmisi dan distribusi) konvensional: 

• Remote Terminal Unit (RTU) 
• Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) 

Dalam SmartGrid, Kedua teknologi komunikasi ini dikembangkan hingga dapat di aplikasikan secara terpadu dengan beban rumah, publik,sosial dan industri dalam komunikasi data dua arah. 

Baca Juga : Ahli Pasang Listrik Makassar

Arsitektur plug - and - play sistem komunikasi didesain dalam bentuk jaringan yang aman, memiliki smart sensor, kontrol peralatan dan pusat kontrol, sistem proteksi (firewall) dan user. Teknologi komunikasi kabel dan nirkabel yang memungkin adalah: 

1. Multiprotocol Label Switching (MPLS): Jaringan komunikasi yang memiliki performansi tinggi untuk komunikasi data antar node jaringan 
2. Wordwide Interoperability for Microwave Acces (WiMax): teknologi komunikasi wireless untuk transmisi data dari satu point ke multipoint yang menggunakan teknologi internet. 
3. Broadband over Power Line: komunikasi power line dengan akses internet 
4. Wi-Fi: Biasanya digunakan sistem wireless LAN

Karakteristik komunikasi data dalam smartgrid terdiri dari beberapa katagori yaitu :

1. High bandwidth
2. IP-Enabled digital communication (IPV6 support is preferable )
3. Encryption
4. Cyber security
5. Support and quality of service and Voice over Internet Protocol (VoIP)

Teknologi komunikasi tambahan 

• Fiber optic, mesh dan multipoint spread spectrum. 
• LAN 
• Home Acces Network (HAN) adalah LAN yang memungkin remote control automasi digital peralatan yang ada dalam rumah dan sistem metering yang dimonotoring dan terintegrasi berdasarkan web-based monitoring.
• Neighborhood Area Network (NAN) adalah sebuah komunitas nirkabel yang saat ini digunakan untuk aplikasi distribusi lokal data. Idealnya akan mencakup area lebih besar dari LAN. 

Beberapa struktur arsitektur akan fokus pada integrasi dan interoperabilitas berbagai domain dalam smartgrid. Domain terdiri dari kelompok bangunan, sistem, individu, atau perangkat yang memiliki karakteristik komunikasi yang sama:

• Bulk Generation: meliputi market service interface, plant control system, dan generator; domain ini berinteraksi dengan operasi pasar energi dan domain transmisi melaui WAN, substation LAN dan Internet
• Transmisi: meliputi peralatan GI dan Controller, data collector dan electric storage; domain ini berinteraksi bulk generation dan pengoperasian melalui WAN dan substation LAN: yang terintegrasi dengan domain distribusi. 
• Costumer : Meliputi equipment pelanggan, metering, energy management System (EMS), electric storage, dsb. 
• Service Provider: meliputi utilitas dan provider pihak ke-3 yang menangani masalah billing costumer services, dll; domain ini berinteaksi dengan pelanggan melalui internet. 
• Pengoperasian: meliputi EMS, Web Acces Management System (WAMS) dan SCADA ; domain ini dapat dibagi kedalam sub domain ISO/RTO, transmisi dan distribusi. 
• Market: meliputi ISO/RTO, aggregator (pialang) dan market participant

Komponen tool komunikasi data dalam smart grid digunakan untuk:

• Sensor 
• Metering, dan 
• Pengukuran pada semua level 

Komponen tersebut memberikan data yang diperlukan untuk memonitoring grid dan pasar energi listrik. Komponen tersebut digunakan untuk mendeteksi/respon sistem, mengevaluasi peralatan yang terintegrasi dengan grid, mengeliminasi estimasi meter, mendeteksi pencurian energi. 

Berkenaan dengan metering dan pengukuran, teknologi digital baru yang digunakan adalah dengan menggunakan dua – arah komunikasi, berbagai variabel masukan (input) seperti (signal harga, tarif time-of-day, region transmission organization (RTO)), dan variabel output seperti (konsumsi data real time, kualitas daya, parameter listrik), mampu menghubungkan dan memutuskan, terhubung dengan pembangkit (generator), grid operator, portal pelanggan untuk pengukuran daya.

• 
  

Apa itu Smart Grid

Pengertian Smart Grid 

Smart Grid [SG] adalah jaringan sistem tenaga listrik (dari hulu hingga hilir) yang menggunakan teknologi sistem digital untuk memonitoring dan memenajemen transfer energi listrik dari semua sumber pembangkit untuk memenuhi kebutuhan beban. 

Smart Grid mengkoordinasi kebutuhan dan kemampuan semua unit generator, operator grid, end-users dan stakeholder pasar listrik untuk mengoperasikan semua bagian sistem seefesien mungkin, meminimasi biaya dan efek lingkung.

Karakteristik Smart Grid

• Memungkinkan partisipasi informasi pelanggan. Pelanggan dapat membantu menyeimbangkan antara suplai dan demand dengan memodifikasi cara penggunaan dan pembelian daya listrik. Modifikasi ini muncul sebagai hasil dari motivasi dan perilaku pelanggan yang memilih bentuk pembelian daya yang berbeda. Pilihan tersebut meliputi teknologi dan informasi baru tentang penggunaan listrik mereka dan bentuk baru harga listrik serta insentif yang diterima. 
• Mengakomodasi semua pembangkit dan pilihan penyimpanan (Storage Option). Smart grid mengakomodasi tidak hanya sistem pembangkit tenaga listrik yang besar, namun juga menumbuhkan komponen sumber energi terdisitribusi pelanggan, dan mengintegrasikannya termasuk Renewable Energy (RE) skala kecil, energi storage, yang akan tumbuh dengan pesat dalam pasar energi listrik. 
• Memungkinkan menghasikan produk baru, pelayanan dan pasar energi listrik. Perencanaan yang tepat dan pengoperasian pasar listrik yang efesien membuka peluang untuk pelanggan untuk memilih pelayanan yang kompetitif. Beberapa dari variabel grid independen harus memenajemen secara eksplisit energi, kapasitas, lokasi waktu, rate perubahan dan kualitas. Pasar dapat memainkan peranan yang besar dalam memenajemen variabel variabel tersebut. 
• Menyediakan kualitas daya pada batasan yang diperlukan. Tidak pada semua perusahaan dan tidak semua pelangga rumah tangga membutuhkan kualitas daya yang sama. Smart grid mensuplai berbagai variasi grade (harga) kualitas daya. Dalam masa yang akan datang harga (cost) kualitas daya premium dapat dimasukkan dalam kontrak pelayanan. 
• Optimisasi Asset peralatan dan efesiensi operasi. Smart grid diaplikasikan untuk mengoptimalkan penggunaan aset-aset yang ada. Contoh: mengoptimalkan kapasitas yang dapat dicapai dengan rating dinamik yang mengizinkan asset untuk digunakan pada beban yang besar secara kotinyu. Efesiensi pemeliharaan dapat dioptimalkan dengan kondisi dasar-pemeliharaan. Sistem kontrol devais dapat diatur untuk mengurangi losses dan mengeliminasi kesemrawutan. Efesien pengoperasian meningkat saat pemilihan biaya termurah pengiriman energi (least-cost energy-delivery) sistem yang tersedia melalui ragam devais sistem kontrol.
• Memberikan kefleksibelan (resiliency) terhadap gangguan, serangan dan bencana alam. Kefleksibelan (resiliency) mengacu pada kemampuan sistem untuk bereaksi terhadap kejadian yang tidak diharapkan dengan mengisolir elemen yang bermasalah sedangkan yang lainnya dipulihkan pada operasi normal. Hal ini merupakan tindakan aksi pemulihan mandiri (self healing action) dalam mengurangi gangguan pelayanan kepada pelanggan. 

Area Teknologi Smart Grid

Area dari teknologi Smart grid terdiri dari beberapa bagian yaitu sebagai berikut :

1. Wide Area Monitoring and Control. 

• Memonitor secara real time dan menampilkan (display) komponen sistem tenaga listrik dan performansinya yang melintasi sistem interkoneksi dan area geograpis yang luas, serta menolong operator dalam memahami dan mengoptimalkan komponen sistem. 
• Sistem analitik teknologi monitoring dan kontrol meliputi wide area monitoring awarness (WASA), wide area monitoring system (WAM) dan wide area adaptive protection, control dan automation (WAAPCA) serta menghasilkan data untuk decision making, mitigate wide area disturbance dan perbaikan kapasitas transmisi dan kehandalan sistem

Gambar 1. Ilustrasi Area Teknologi Smart Grid

2. Integrasi teknologi informasi dan komunikasi;

• Pokok infrastrukur komunikasi adalah apakah menggunakan jaringan komunikasi private (radio network, meter mesh network) atau publik dan jaringan (internet, cellular, telepon) yang mendukung transmisi data off-line dan real time dan selama terjadi gangguan. 
• Bersama dengan perangkat komunikasi, komputasi signifikan, perangkat lunak sistem kontrol dan perencanaan sumber daya perusahaan, perangkat lunak pendukung pertukaran dua arah informasi antara stakeholder adalah memungkinkan penggunaan dan manajemen grid yang lebih efisien.

3. Integrasi pembangkit Renewable Energy (RE) dan Distributed Generation (DG); 

• Integrasi pembangkit RE dan DG meliputi skala besar pada level transmisi, skala medium pada level distribusi dan skala kecil pada level komersial atau level residensial yang hadir menantang yang dapat di dispatch dan dikontrol

Apikasi Penguatan Sistem Transmisi 

• Penggunaan teknologi FACTS (flexible AC transmission system). 
• Penggunaan teknologi HVDC 
• Penggunaan HTS (High tempratur super conductor) untuk mengurangi losses dan membatasi arus Hubung singkat. 

Manajemen grid sistem distribusi 

• Distribusi dan gardu mensensing dan melakukan proses otomasi yang dapat mengurangi gangguan dan mempercepat waktu pemulihan, memelihara level tegangan dan memperbaiki manajemen asset. 
• Sistem distribusi yang advance dapat melakukan proses automasi real time dari sensor dan meter untuk mendeteksi lokasi gangguan, automasi rekonfigurasi feeder, tegangan dan optimasi daya reaktif atau mengontrol DG.

Infrastruktur Metering yang Advance 

Advance Metering Infrastruktur (AMI) meliputi sejumlah teknologi dalam arti smart meter yang memungkinkan dua arah aliran informasi, yaitu memberikan data kepada pelanggan tentang harga jual listrik dan pemakaian konsumsi energi, yang meliputi waktu dan konsumsi energi listrik. 

AMI berfungsi: 

1. Meremote signal harga pelanggan. 

2. Mampu mengoleksi dan dan melaporkan data konsumsi pelanggan. 

3. Memperbaiki diagnosa energi secara lebih detil dari penggunaan beban. 

4. Mampu mengidentifikasi lokasi dan perluasan gangguan secara remote melalui fungsi metering. 

5. Meremote hubungan dan memutuskan hubungan. 

6. Deteksi Losses dan pencurian. 

7. mampu untuk melayani pilihan energi yang di inginkan.

Infrastruktur Sistem Charging Transportasi 

Infrastruktur charging sistem transportasi menangani pembayaran (billing), schedulling dan kepintaran (intelligent) lain dimasa depan untuk smart charging (grid-to-vehicle). Untuk jangka panjang sistem charging akan menyediakan sistem tenaga tambahan seperti cadangan kapasitas, penghematan beban puncak dan regulasi transportasi pada sistem grid. Hal ini akan berinteraksi dengan sistem AMI dan sisi pelanggan (costumer-side).

Sistem Sisi Pelanggan 

• Sistem sisi pelanggan digunakan untuk mengatur konsumsi energi lsitrik (misal pada industri, dan level rumah tangga) meliputi manajemen sistem, energy strorage devais, perkakas pintar dan DG. 
• Keuntungan efisiensi energi dan pengurangan demand puncak dapat dipercepat dengan menampilkan di rumah / dashboard energi, peralatan pintar dan lokal storage. 
• Respon permintaan meliputi respon pelanggan manual dan otomatis.

Teknologi Smart Grid

Baca Juga :

• Jasa Instalasi Listrik Makassar

Listrik Menuju Smart Grid (Jaringan Listrik Pintar)

     A. Pendahuluan

Smart grid adalah jaringan listrik yang secara cerdas mengintegrasikan aksi-aksi dari seluruh pengguna yang tersambung di dalamnya mulai dari pembangkit, perangkat transmisi, dan konsumen untuk mengantarkan listrik dengan efisien, berkelanjutan, ekonomis dan aman.

Smart grid merupakan konsep grid modern yang menggunakan teknologi digital sebagai dasarnya. Teknologi digital memungkinkan produsen untuk mentransmisikan listrik dan berkomunikasi dengan konsumen secara dua arah. Hal ini mengubah dasar-dasar pemikiran distribusi listrik secara radikal dalam hal paradigma pola berpikir para insinyur ketenagalistrikan. Dalam paradigma tradisional sistem ketenaga listrikan, listrik hanya dapat dihantarkan secara satu arah dari perusahaan penyedia listrik kepada konsumennya, pembangkit-pembangkit besar dibangun di suatu daerah yang biasanya jauh dari daerah konsumennya, dan setelah itu listrik ditransmisikan melalu jaringan transmisi yang akhirnya didistribusikan kepada konsumen melalui gardu-gardu distribusi yang biasanya dibangun dekat atau di dalam kota-kota yang dipenuhi konsumen. Sedangkan dalam paradigma sistem ketenaga listrikan modern yang menggunakan konsep Smart Grid, jaringan listrik dapat secara cerdas mengintegrasikan aksi-aksi dari seluruh komponen yang tersambung di dalamnya mulai dari pembangkit, perangkat transmisi, distribusi, serta konsumennya sehingga dapat menghantarkan listrik dengan lebih efisien, berkelanjutan, ekonomis, aman dan dengan keandalan yang tinggi [1-2].

     B. Sistem tenaga listrik modern

         Pada sistem tenaga modern, beberapa hal baru harus bisa dipenuhi lebih dari sistem tenaga yang ada saat ini.

• Sistem tenaga modern harus lebih mengakomodasi partisipasi dari para konsumen, terutama dengan mulai berkembangnya sumber-sumber energi alternatif terdistribusi, partisipasi aktif dari para konsumen juga harus diperhatikan sekaligus sistem tenaga lebih mengakomodasi bentuk-bentuk sumber energi yang tersedia dan tersebar di jaringannya. 
• Teknologi digital yang berkembang pesat, memaksa semua aspek kehidupan bergantung pada TIK akibatnya sistem tenaga yang modern juga dituntut untuk bisa memberikan suplai energi dengan kualitas daya yang baik untuk mendukung kondisi digital ini. 
• Investasi yang dibuat di bidang sistem tenaga mendatang akan menuntut utilisasi aset yang lebih baik dengan efisiensi yang tinggi, sehingga investasi yang besar tidak akan terbuang sia-sia akibat terlalu over-capacity untuk mengantisipasi beban dan menjamin kelangsungan pelayanan. 
• Berhentinya suplai kepada konsumen merupakan sesuatu yang sebisa mungkin harus dihindari, sehingga sistem tenaga yang modern semaksimal mungkin harus bisa melakukan tindakan preventif dan kuratif terhadap gangguan yang terjadi pada dirinya. 
• Terakhir, sistem tenaga modern haruslah sesuatu yang “kokoh” dalam artian bisa bertahan terhadap force majeur, bisa bencana, serangan fisik maupun serangan cyber.

   C. Penyusun sistem tenaga modern

     Untuk dapat mewujudkan smartgrid sebagai sistem tenaga modern sehingga dapat memenuhi syarat-syarat yang disebutkan sebelumnya, diperlukan peran dari 2 aspek utama yaitu infrastruktur kelistrikan dan infrastruktur telekomunikasi. Perbedaan mendasar dengan sistem tenaga konvensional yang hanya terdapat 1 arah aliran dari penyedia sumber ke konsumen, pada sistem ini terdapat 2 arah aliran dari penyedia ke konsumen dan sebaliknya dengan dukungan infrastruktur telekomunikasi. Akibat langsung dari adanya aliran 2 arah ini adalah akan muncul hubungan antara penyedia dengan konsumen yang jumlahnya banyak sekali, yang tidak akan mungkin bisa ditangani sendiri oleh perusahaan penyedia energi, karena itulah menurut National Institute of Standard and Technology (NIST), US pada sistem tenaga modern dimunculkan satu lagi blok penyusun baru yang disebut sebagai “penyedia layanan” (Gambar 1). Penyedia layanan ini yang akan berhubungan secara langsung dengan konsumen di tingkat paling bawah dan berhubungan ke atas dengan perusahaan penyedia energi, perusahaan penyedia energi sendiri hanya akan berkoordinasi dengan beberapa perusahaan penyedia layanan yang bertugas.

Gambar 1. Diagram penyusun smart grid [3]

     D. Operasi sistem tenaga modern

     Suatu sistem tenaga yang sudah mengaplikasikan secara penuh konsep smart grid, seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Dengan adanya dukungan infrastruktur komunikasi, dan juga dukungan dari peralatan rumah tangga yang juga “cerdas” maka setiap saat perusahaan penyedia akan dapat memonitor beban-beban listrik apa yang tersambung kepadanya. Hal ini dapat dimungkinkan karena konsep ini mencita-citakan setiap sambungan beban dapat dimonitor bahkan sampai ke setiap titik sambungan beban, misalnya dengan IP-address untuk setiap colokkan listrik, ditambah dengan peralatan rumah tangga itu sendiri yang dapat mengirim informasi diri kepada perusahaan penyedia, apakah dia adalah mesin cuci, penyejuk udara, televisi, bahkan sampai ke mobil listrik. Dengan adanya komunikasi 2 arah ini, maka apabila ada suatu saat penyedia listrik mengalami defisit suplai listrik, dia bisa menentukan beban-beban mana saja yang dia bisa “tunda” pemakaiannya untuk waktu yang singkat, misal selama 5 menit ternyata mobil listrik kita dihentikan pengisian baterainya akibat saat itu defisit sedang terjadi. Pengisian dilanjutkan kembali setelah 5 menit selesai, bisa karena defisit telah terlewati atau bergiliran ke beban yang lain yang “ditunda” operasinya yang juga tersambung ke sistem tenaga tersebut. Dengan pola ini, penyedia energi bisa memaksimalkan semua aset kelistrikannya pada rating yang sesuai tanpa harus melakukan over-rating supaya aman. Dengan pengaturan beban yang sangat fleksibel, penyedia dapat menjaga peralatannya untuk bekerja pada tingkat utilisasi yang terbaik.

Gambar 2. Smart grid pada level konsumen [4]

Arah yang sebaliknya juga bisa terjadi, konsumen dapat berpartisipasi aktif dalam menyuplai energi ke sistem tenaga yang dimiliki oleh penyedia. Contoh kasus apabila konsumen memiliki mobil listrik yang baterainya masih memiliki simpanan energi, maka dengan kesepakatan yang bisa diatur, si konsumen dapat memberikan energi yang tersimpan di baterainya pada waktu-waktu tertentu dan berganti mengisi baterai mobilnya pada waktu yang lain. Hal yang sama bisa juga untuk kasus konsumen yang memiliki sumber energi sendiri, seperti panel surya, turbin angin, dsb.

     E. Implementasi Sistem Smart grid

Ide Smart Grid sebenarnya bukan barang baru di dunia ketenaga listrikan. Komunikasi dua arah antara produsen listrik serta konsumennya telah diimplementasikan menggunakan teknologi analog bertahun-tahun lamanya. Namun dengan meningkat dan semakin canggihnya komunikasi digital yang menggunakan internet telah membuka jalan untuk mengembangkan konsep Smart Grid yang lebih canggih dan modern. Meningkatnya kapasitas transmisi data digital, memungkinkan kita untuk melakukan sensing, pengukuran dan kontrol dua arah terhadap devais-devais yang berhubungan dengan pembangkitan, transmisi dan distribusi dalam level partisi data yang lebih real. Hal ini memungkinkan devais-devais tersebut untuk memberikan informasi tentang keadaan sistem tenaga listrik kepada seluruh konsumen yang ada secara realtime. Dari sini diharapkan seluruh pelanggan dapat diajak secara dinamis untuk mengatur penggunaan listriknya sendiri agar lebih efisien. Tidak hanya terbatas kepada pelanggan-pelanggan daya besar, namun juga pelanggan-pelanggan rumah tangga yang menggunakan daya kecil. Tidak hanya itu smart grid memberikan kesempatan untuk menghubungkan masyarakat, keuangan, teknologi dan regulasi dan tujuan kebijakan seperti yang ditunjukan pada gambar 3.

Gambar 3 smart grid dapat menghubungkan masyarakat, keuangan, teknologi dan regulasi dan tujuan kebijakan [6]

Contoh pengaturan penggunaan listrik yang dapat dilakukan konsumen rumah tangga adalah pada saat musim panas berlangsung dan beban sistem berada pada puncaknya pada siang hari akibat pendingin ruangan yang dinyalakan di hampir seluruh konsumen rumah tangga. Secara realtime konsumen dapat melihat berapa harga listrik dan pemakaian listrik mereka, sehingga memungkinkan mereka untuk memilih prioritas penggunaan peralatan elektronik mereka agar lebih efisien dan tagihan biaya penggunaan listrik mereka tidak membludak di akhir bulan.

     F. Keuntungan

Secara umum, keuntungan dari pengembangan Smart Grid adalah sebagai berikut

1. Self healing                 

Istilah self healing, sebenarnya hanya mengacu pada kemampuan Smart Grid untuk mengantisipasi, mendeteksi dan merespon terhadap masalah atau gangguan yang terjadi pada sistem. Menggunakan informasi yang dikirim secara realtime oleh sensor-sensor yang dipasang di seluruh sistem, Smart Grid dapat secara cepat bereaksi untuk mengatasi gangguan yang terjadi. Contohnya bila terjadi gangguan pada suatu sistem distribusi di suatu daerah yang mengakibatkan padamnya listrik di daerah tersebut, maka alat-alat proteksi yang dipasang di daerah tersebut akan mengisolasi gangguan sumber gangguan sehingga tidak mengakibatkan pemadaman yang lebih luas ke daerah yang jauh dari sumber gangguan.

2. Consumer participation

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, Smart Grid memungkinkan pelanggan untuk mengatur pemakaian listriknya sendiri dengan pertimbangan informasi real time tentang keadaan sistem. Lebih jauh lagi, bila pelanggan memiliki panel surya atau turbin angin, mereka dapat menggunakan sendiri, menyimpan, atau menjual listrik yang dihasilkan kepada produsen. Hal ini dimungkinkan karena tiap-tiap rumah sudah terkoneksi ke dalam sistem secara dua arah, sehingga listrik tidak hanya mengalir dari sistem ke rumah, tapi juga dari rumah ke sistem.

3. High quality power

Dengan konsep Smart Grid, diharapkan dapat diperoleh sistem yang lebih stabil dimana losses atau rugi-rugi yang terjadi di dalam sistem bisa diminimalisir.

4. Accommodate generation option

Dalam Smart Grid Sistem, sumber-sumber listrik yang menggunakan energi terbarukan seperti angin, sinar matahari, dan microhydro dapat masuk ke dalam sistem sehingga pilihan pembangkitan dan sumber-sumbernya lebih beragam. Hal ini menyebabkan sistem menjadi lebih andal karena diversifikasi sumber energi listrik yang digunakan lebih banyak karena dengan konsep ini, memungkinkan konsumen-konsumen membangkitkan listriknya sendiri dan membayar serta dibayar sesuai dengan marjin yang terjadi antara pembangkitan dan pemakaian listriknya sendiri.

     G. Kebijakan yang harus diterapkan

Dari pola operasi yang dipaparkan diatas, tidak akan bisa berjalan tanpa kebijakan yang dibuat oleh pengatur regulasi. Masyarakat cenderung tidak akan berpartisipasi pada pola operasi seperti itu apabila harga listrik masih sangat murah. Dengan harga listrik yang murah, kesadaran untuk berhemat akan sangat kecil, akibatnya partisipasi pada program seperti itu akan mustahil. Contoh, apabila dibuat regulasi dimana harga listrik pada jam-jam produktif relatif jauh lebih mahal daripada harga listrik pada jam tidak sibuk maka partisipasi konsumen dalam pola operasi seperti diatas dapat diharapkan besar. Dengan harga yang cukup mahal, maka konsumen cenderung untuk memanfaatkan listrik dengan sebaik-baiknya, hal ini bisa dilakukan jika bergabung dengan smartgrid yang disediakan oleh penyedia energi. Solusi menang-menang untuk dua pihak akan dapat tercapai, penyedia dapat menyediakan listrik dengan segala syarat dan kondisi yang diinginkan, konsumen dapat menggunakan listrik dengan lebih baik tanpa harus mengurangi kualitas hidup. Contoh kebijakan harga tadi juga bisa mendorong konsumen untuk berpartisipasi dengan cara “menjual” energi lebihnya pada jam-jam produktif; seperti pada kasus mobil listrik diatas; dan mengisi kembali pada jam-jam tidak produktif yang harga listriknya lebih murah.


Baca juga: Spesialis Tukang Listrik Makassar

Privacy menjadi isu utama dari operasi ini, bagaimana mungkin perusahaan penyedia energi bisa masuk kapan saja ke penggunaan listrik konsumen? konsumen akan merasa di intervensi kehidupannya. Diatas segalanya, konsumen tetap merupakan ujung dari pelayanan sehingga keputusan akhir tetap ada di tangan konsumen. Harus diciptakan mekanisme dimana konsumen setiap saat dapat memilih apakah dia akan “bergabung” atau “tidak bergabung” dengan pola operasi smartgrid seperti yang disebut diatas. Tentu saja dengan segala konsekuensi yang harus ditanggung oleh konsumen tersebut, misalnya dengan harga yang berbeda yang harus di tanggung [5]. 

     H. Menuju ke smart grid

Semua konsep yang dipaparkan diatas, masih sangat jauh untuk tercapai dari sistem yang beroperasi saat ini. Namun mulai saat ini bisa dimulai dari hal yang terdekat dahulu, misalnya penggunaan meter pembaca yang bisa diakses jarak jauh sekaligus untuk mengaktifkan dan mematikan sambungan listrik untuk rumah-rumah dan seterusnya. Dari sisi teknologi dibutuhkan pengembangan di 2 bidang utama, bidang kelistrikan harus menyediakan platform penyaluran energi dan kelangsungan energi listrik; di bidang telekomunikasi, komputer, dan cyber harus menyediakan sistem komunikasi 2 arah yang tepat, cepat, akurat, serta aman. Keamanan menjadi aspek penting dalam konsep ini, mengingat semua sudah dilakukan secara digital dan cyber, serangan dan gangguan di sisi telekomunikasi dan cyber juga tidak boleh ditoleransi karena energi merupakan aset nasional sehingga diperlukan sistem teknologi informasi yang kokoh dan canggih untuk mendukung sistem ini. Peran pengatur regulasi juga diharapkan untuk menentukan standar teknologi sehingga semua bisa berperan bersama di konsep sistem tenaga modern ini. Pengatur regulasi juga harus menciptakan iklim dan kebijakan yang akan mendukung sistem operasi yang diinginkan bisa berlangsung, misalnya tentang batasan-batasan dan pengaturan harga. Terakhir peran dari para engineer untuk memahami ilmu yang multi disiplin untuk menjalankan konsep ini.

Referensi.

[1]   Varian, Smart grid. maret 2011.

[2]  Prof. Saifur Rahman, The Smart Grid: How to Engineer its Deployment. visiting lecture at Waseda University, Tokyo, 2009

[3]   National Institute of Standards and Technology (NIST), US

[4]   Electric Power Research Institute (EPRI)

[5]   Department of Energy, US

[6]   Technology Roadmap Smart Grids., International Energy Agency (IEA), 2011.

Smart Grid - Sistem Kontrol Tegangan (Volt) dan Daya Reaktif (Var)

A. Pendahuluan

Penyedia layanan Distribusi berada di bawah tekanan dalam meningkatkan dan menjaga kualitas daya yang dikirim sampai ke pelanggan penggunaan akhir.  Era modern ini permintaan akan energi listrik meningkat dari hari ke hari. Integrasi energi terbarukan sebagai sumber pembangkit alternatif juga membutuhkan kontrol untuk dapat ditingkatkan pada setiap sistem distribusi. Teknik otomatisasi pintar pada jaringan distribusi harus dikembangkan untuk mencapai efisiensi, kehandalan, dan keamanan untuk jaringan listrik. Maka, kontrol tegangan (Volt) dan daya reaktif (Var) dalam sistem distribusi merupakan salah satu konsep dapat meningkatkan kualitas tegangan untuk semua pelanggan pengguna akhir jaringan distribusi. Cara mengurangi kerugian daya nyata yang konvensional melibatkan dalam pengaturan load tap changer (LTC) dari trafo gardu, dan penggunaan kapasitor bank switchableyang dipasang pada setiap gardu dan sepanjang feeder distribusi[1,2].

Strategi optimal untuk feeder distribusi  adalah membentuk kondisi tegangan yang dapat diterima untuk semua pelanggan dengan seefisien mungkin. Kualitas tegangan sepanjang feeder distribusi dan aliran daya reaktif (VAR) pada feeder yang biasanya digunakan dengan kombinasi pengatur tegangan dan peralihan ke kapasitor bank yang dipasang pada feeder dan gardu distribusi. Regulator tegangan yaitu dengan mengontrol naik atau turun tap regulator tegangan yang sesuai dengan berdasarkan pengukuran arus  beban dan tegangan. Demikian pula, kapasitor bank dengan mengkontol switch  atau menonaktifkan dalam menanggapi pengukuran jumlah beban pada jaringan distribusi [3,4].

B. Kontrol tegangan (Volt) dan daya reaktif (Var) pada jaringan distribusi pintar

Kontrol tegangan pada Distribusi pintar menyediakan peningkatan secara signifikan serta fleksibilitas dalam operasi kontrol tegangan. Sedangkan kontrol tegangan konvensional terutama ditujukan untuk mempertahankan tegangan diterima sepanjang feeder, Smart kontrol tegangan distribusi memungkinkan pengguna untuk mencapai tujuan operasi lain selain fungsi utama menjaga tegangan diterima. Yang paling umum fungsi smart kontrol tegangan distribusi yaitu Conservation Voltage Reduction (CVR). Dengan CVR, sistem sengaja menurunkan tegangan pada feeder distribusi dengan nilai tegangan terendah diterima untuk mencapai manfaat berharga untuk utilitas listrik dan konsumen, seperti berkurangnya permintaan dan konsumsi energi. Selama tegangan penyulang tetap di atas nilai minimum yang dapat diterima, tidak ada dampak negatif pada pelanggan.

Kontrol tegangan pintar menggunakan banyak komponen yang sama sebagai kontrol tegangan konvensional, seperti mengubah tap transformator dan pengendali tegangan mengatur. Kontrol tegangan pintar juga termasuk prosesor utama atau pengendali cerdas lainnya yang mengeksekusi tambahan kontrol logika menggunakan tersedia pengukuran arus dan tegangan untuk mencapai fungsi tujuan yang ditentukan. CVR, prosesor utama menggunakan pengukuran yang tersedia untuk menentukan kapan memungkinkan untuk menurunkan tegangan penyulang (dalam batasan limit rendah) untuk mencapai manfaat berharga seperti peningkatan efisiensi, mengurangi permintaan listrik, dan konsumsi energi yang lebih rendah. Kontrol tegangan dalam bentuk yang paling sederhana terdiri dari serangkaian aturan yang menentukan apa tindakan kontrol (jika ada) harus dilakukan untuk real-timesaat ini dan pengukuran tegangan.

Smart Kontrol VAR menyediakan cara yang lebih efektif untuk menjaga tingkat tegangan di sepanjang feeder dan meminimalkan kerugian listrik di bawah semua kondisi beban. Seperti pendekatan konvensional, Smart VAR menggunakan kontrol yang mengalihkan kapasitor untuk mengontrol aliran VAR dan tegangan feeder ketika kondisi feeder bervariasi pada siang hari. Namun, bukan mendasarkan tindakan kontrol hanya pada pengukuran lokal, dasar fungsi kontrol VAR memeberi keputusan pengukuran yang dilakukan pada akhir gardu hubung, di mana aliran VAR total feeder yang mudah diamati. Ketika DSCADA mendeteksi bahwa aliran VAR untuk feeder berlebihan, menggunakan fasilitas remote control untuk mengoperasikan bank kapasitor diaktifkan sesuai kebutuhan.

Keuntungan dari kontrol VAR pintar dibandingkan dengan metode konvensional meliputi:

• Kemampuan untuk menentukan bahwa sistem beroperasi dengan benar dengan mengamati perubahan yang diharapkan dalam aliran daya reaktif setelah permintaan switching. Jika tidak ada perubahan setelah permintaan switching maka segera diamati, ini menunjukkan kerusakan yang mungkin yang harus diselidiki. 
• Kemampuan untuk mengesampingkan kontrol normal selama bila diperlukan. Sebagai contoh, selama sistem darurat, operator sistem dapat diperintah untuk semua beralih ke kapasitor bank untuk memberikan bantuan ke jaringan listrik sebagian besar.

      C.      Tipe – tipe kontrol Volt dan Var

Kontrol tegangan (Volt) dan daya reaktif (Var) dapat dibagi atas beberapa tipe seperti berikut:

            1.      Kontrol Volt dan Var Tipe 1 - Stand alone controllers

Tipe ini Biasanya regulator tegangan feeder dan switch kapasitor bank dioperasikan dengan perangkat independen (berdiri sendiri), dengan tidak ada koordinasi langsung antara kedua perangkat pengontrol tesebut. Pendekatan waktu lebih efektif untuk menjaga tegangan dapat diterima dan aliran daya reaktif dalam pengawasan, tetapi biasanya tidak menghasilkan hasil yang optimal untuk seluruh feeder.

Gambar 1. Volt and Var control Type 1 - Stand alone controllers

Secara umum Pendekatan konvensional berhasil mencapai tujuan utama untuk peralatan ini. Namun, pendekatan ini memiliki beberapa keterbatasan :

·         Sistem ini tidak terus-menerus dipantau, sehingga kegagalan controller dan malfungsi tidak secara otomatis terdeteksi. Jaringan Kapasitor sangat rawan kegagalan. Tanpa pemantauan terus menerus, perangkat ini dapat menyalakan dan mematikan pada waktu yang salah, atau mungkin benar-benar tidak beroperasi karena sekering meledak. Kondisi ini bisa tidak terdeteksi sampai masalah memburuk menjadi masalah yang lebih serius dan berpotensi tidak aman.

·         Sistem ini tidak memiliki fleksibilitas untuk merespon perubahan kondisi pada jaringan tegangan. Setelan pengontrol bekerja dengan baik dalam keadaan normal. Namun, jika feeder yang ulang untuk alasan apapun (misalnya, sementara sebagian menyalahkan feeder sedang diperbaiki), pengaturan kontroler mungkin tidak menghasilkan hasil yang diinginkan.

·         Sistem ini tidak dapat digunakan untuk merespon keadaan sistem darurat. Kadang-kadang, utilitas distribusi dihimbau untuk menempatkan semua kapasitor diaktifkan dalam layanan secepat mungkin untuk merespon keadaan darurat jaringan listrik. Karena pengendali yang berdiri sendiri tidak memiliki kemampuan remote control, tidak mungkin untuk beralih cepat ke semua permintaan bank kapasitor.

 2.      Kontrol Volt and Var Tipe 2 - Integrated Volt and Var Control (IVVC)

Tegangan feeder dan aliran daya reaktif pada feeder merupakan variabel saling berkaitan dan ketergantungan. Tindakan  Kontrol untuk mengubah salah satu variabel dapat mengakibatkan menentang tindakan kontrol untuk mengubah variabel lain. Misalnya, menaikkan tegangan menggunakan transformator gardu LTC dapat menghasilkan kenaikan tegangan yang dapat menyebabkan kontrol capacitor bank untuk melepaskan layanan kapasitor bank nya, sehingga menurunkan tegangan. Demikian pula, menempatkan bank kapasitor dalam pelayanan dapat menyebabkan LTC untuk menurunkan tegangan di gardu tersebut. Sementara tindakan pengendalian konflik tersebut umumnya tidak menghasilkan kondisi listrik tidak dapat diterima pada feeder, mereka menghasilkan kondisi yang kurang efisien dan tidak optimal. Kontrol mengkoordinasikan tegangan dan daya reaktif yang diperlukan untuk menentukan dan melaksanakan tindakan pengendalian Volt-VAR yang benar-benar optimal[1].

Gambar 2. Integrated Volt / VAR Control (IVVC)

Integrated Volt VAR Control (IVVC) adalah fungsi Smart Distribusi lebih maju yang menentukan set terbaik dari tindakan kontrol untuk semua perangkat tegangan mengatur dan perangkat kontrol VAR untuk mencapai satu atau lebih tujuan operasi tertentu tanpa melanggar salah satu kendala operasi fundamental (tinggi / rendah batas tegangan, batas beban, dll). Tujuan operasi IVVC mungkin termasuk:

• Minimal Kerugian listrik
• Minimal Permintaan listrik
• Mengurangi konsumsi energi

Hal ini juga memungkinkan untuk menganjurkan merekomendasikan tindakan kontrol untuk meminimalkan jumlah operasi untuk load tap changer tertentu, regulator atau bank kapasitor yang mendekati batas akhir usia atau batas akhir siklus pemeliharaan.

IVVC menggunakan fungsi on-line power flow (OLPF) dan pengukuran real time untuk menghitung kondisi yang ada pada setiap titik pada feeder, kerugian total listrik, dan parameter lain yang tidak praktis untuk memantau secara langsung. Hasil OLPF dikirim ke sebuah "mengoptimalkan mesin", yang dimana software dirancang untuk menentukan set yang benar dari tindakan kontrol untuk mencapai "optimal" kondisi yang dibutuhkan oleh utilitas listrik. Tindakan kontrol ini kemudian dikirim ke pengendali perangkat yang tepat melalui SCADA.

3.      Kontrol Volt and Var Tipe 3 - Integrated VVO

Volt-VAR Control and Optimization (VVC & O) merupakan aplikasi Distribusi pintar yang menawarkan kemampuan baru yang melampaui tipe lainya yang pengendali konvensional berdiri sendiri, memberikan manfaat yang signifikan untuk penyedia layanan distribusi listrik[4].

Gambar 3. Integrated Volt dan Var Optimisation

Di masa depan integrated VVO harus mengintegrasikan semua informasi tegangan untuk memasukkan dalam simulasi waktu real time. Informasi ini diharapkan dari Sensor Distribusi, alat pengendali distribusi utama, AMI-Smart meter atau perangkat lain yang dapat memberikan informasi tegangan.

Gambar 4. Volt dan Var Optimisation yang terintegrasi Lanjutan

 4.      Kontrol Volt and Var Tipe 4 - Adaptative VVC

Sistem AVVC "belajar" dari tindakan kontrol Volt-Var sebelumnya, seperti yang ditunjukan pada gambar 4, dimana sistem kontrol selalu bertanya "Apa yang terjadi pada sistem di waktu lampau dimana dalam keadaan tertentu dan perubahan posisi tap LTC?" dan mencatat kejadian untuk tindakan masa depan.

Daftar Pustaka :

[1] Daliparthi, mathi., Jakub-Wood, marsela., Bose, anjan., “Analysis of the Volt/VAr Control Scheme for Smart Distribution Feeders,” The School of Electrical Engineering and Computer Science, Pullman, WA., 978-1-4673-2308-6/12/$31.00 ©2012, IEEE.

[2] Zhabelova, Gulnara., Vyatkin, Valeriy., “Multiagent Smart Grid Automation Architecture Based on IEC 61850/61499 Intelligent Logical Nodes,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 59, no. 5, pp. 2351–2362, May 2012.

[3] Z. Shen, Z. Wang, M. E. Baran, “Optimal Volt/Var Control Strategy for Distribution System with Multiple Voltage Regulating Devices,” North Carolina State University, 978-1-4673-1935-5/12/$31.00 ©2012, IEEE.

[4] L. Yutian, Z. Peng, Q. Xizhao, “Optimal volt/var control in distribution systems,”Electrical Power and Energy Systems 24, pp. 271-276, 2012.

[5] M. Pipattanasomporn., “Multi-Agent Systems in a Distributed Smart Grid: Design and Implementation,” Proc. IEEE PES 2009 (PSCE’09), Mar 2009.