Language
Country/Area
No result found
Menganalisis sistem tenaga: mengapa kalkulasi digital lebih penting daripada eksperimen simulasi?
Dalam bidang teknik tenaga listrik, studi aliran daya biasanya berupa analisis numerik aliran energi listrik dalam sistem tenaga listrik yang saling terhubung. Studi semacam itu biasanya menggunakan simbol-simbol yang disederhanakan seperti diagram garis tunggal dan sistem per unit, dengan fokus pada berbagai aspek parameter daya AC seperti tegangan, sudut tegangan, daya nyata, dan daya reaktif. Penelitian semacam itu tidak hanya penting saat sistem beroperasi secara normal dan stabil, tetapi juga merupakan alat utama untuk merencanakan perluasan sistem tenaga listrik di masa mendatang dan pengoperasian optimal sistem yang ada.
Informasi utama studi aliran daya mencakup besaran tegangan dan sudut fasa setiap busbar, serta daya nyata dan daya reaktif yang mengalir di setiap saluran.
Seiring meningkatnya kompleksitas sistem tenaga listrik, perhitungan manual aliran daya menjadi tidak praktis, sehingga penganalisis data khusus dirancang antara tahun 1929 dan awal tahun 1960 untuk menyediakan model Fisika skala laboratorium. Peran eksperimen simulasi ini akhirnya digantikan oleh komputer digital besar dan solusi numeriknya. Saat ini, tidak hanya studi aliran daya, tetapi juga analisis gangguan hubung singkat, studi stabilitas (sementara dan kondisi stabil), penempatan staf unit, dan kalkulasi pengiriman ekonomis semuanya bergantung pada program berbasis komputasi digital. Secara khusus, beberapa program menggunakan pemrograman linier untuk menemukan aliran daya optimal dan menentukan kondisi biaya terendah per kilowatt-jam yang disalurkan.
Studi aliran daya sangat berharga untuk sistem dengan beberapa pusat beban, seperti kompleks kilang minyak. Studi ini tidak hanya menganalisis apakah kapasitas sistem cukup untuk memasok beban yang terhubung, tetapi juga membantu kita menentukan bagaimana peralatan dapat beroperasi dengan baik untuk mengurangi kerugian dan meningkatkan efisiensi. Melakukan studi aliran beban dapat memberikan wawasan dan rekomendasi pengoptimalan untuk operasi sistem, yang bertujuan untuk memaksimalkan output sambil meminimalkan biaya operasi.
Melalui analisis ini, kalkulasi aliran daya sangat penting untuk operasi optimal kelompok unit pembangkit daya.
Untuk penanganan ketidakpastian, penelitian aliran beban dapat dibagi menjadi aliran beban deterministik dan aliran beban yang mempertimbangkan ketidakpastian. Aliran beban deterministik tidak memperhitungkan ketidakpastian yang disebabkan oleh pembangkitan daya dan perilaku beban. Jika ketidakpastian tersebut harus diperhitungkan, teori probabilitas, teori kemungkinan, teori keputusan kesenjangan informasi, optimasi robust, dan analisis interval dapat digunakan. Beberapa metode.
Model aliran daya AC banyak digunakan dalam bidang teknik listrik untuk menganalisis jaringan listrik. Model ini merupakan sistem persamaan nonlinier yang menggambarkan aliran energi di sepanjang setiap saluran transmisi. Karena aliran daya merupakan fungsi dari tegangan kuadrat di seluruh impedansi beban, masalahnya secara inheren nonlinier. Karena alasan ini, analisis sering kali tidak praktis untuk jaringan besar,sehingga model aliran daya DC linear (tetapi kurang akurat) sering digunakan.
Dalam aplikasi praktis, analisis sistem daya tiga fase sering disederhanakan dengan mengasumsikan bahwa ketiga fase tersebut dibebani secara merata. Selain itu, diasumsikan bahwa semua bentuk gelombang arus dan tegangan adalah sinusoidal dan tidak ada perubahan transien karena perubahan beban atau pembangkitan. Berdasarkan asumsi ini, operasi sistem relatif stabil dan dapat disederhanakan lebih lanjut menggunakan analisis fasor.
Penyederhanaan lainnya adalah dengan menggunakan sistem per unit, yang mengubah semua nilai aktual tegangan, aliran daya, dan impedansi menjadi beberapa nilai referensi yang mudah.
Tujuan dari masalah aliran daya adalah untuk memperoleh informasi sudut dan besaran tegangan yang lengkap untuk setiap busbar, berdasarkan kondisi daya dan tegangan nyata beban dan pembangkitan yang diberikan. Ketika informasi ini tersedia, aliran daya nyata dan reaktif pada setiap cabang dapat ditentukan secara analitis. Namun, karena sifat masalah yang nonlinier, diperlukan metode numerik untuk memperoleh solusi dalam toleransi yang dapat diterima.
Metode Newton digunakan secara luas untuk menyelesaikan persamaan nonlinier di atas. Pendekatan ini merupakan teknik iteratif yang dimulai dengan tebakan awal tentang semua variabel yang tidak diketahui, seperti besaran tegangan dan sudut bus beban serta sudut tegangan bus pembangkitan. Kemudian, ekspansi Taylor dilakukan pada persamaan keseimbangan fungsional, dan sistem persamaan linier yang dihasilkan dipecahkan, yang diulang hingga kondisi penghentian terpenuhi, dan solusi akhir diperoleh.
Keuntungan komputasi digital adalah dapat mengubah sistem daya yang kompleks menjadi model berbasis data, yang memungkinkan kita tidak hanya melakukan analisis lebih cepat, tetapi juga memprediksi potensi masalah dengan lebih akurat dan merespons secara tepat waktu. Penerapan teknologi digital dalam sistem daya tidak diragukan lagi telah menjadi alat yang sangat diperlukan bagi para insinyur daya modern. Namun, seiring dengan semakin populernya komputasi digital, apakah kita juga kehilangan pemahaman intuitif dan pengalaman operasional yang dibawa oleh eksperimen analog?
