Load Flow Analysis

Apa itu Load Flow Analysis?

Load Flow analisis merupakan studi numerik mengenai aliran daya pada sebuah sistem kelistrikan. Tujuan dilakukannya analisa aliran daya adalah untuk mengetahui aliran tegangan, arus, daya reaktif, dan daya aktif pada berbagai kondisi beban.

Load Flow umumnya dilakukan pada saat mendesain suatu sistem baru atau saat mengevaluasi sistem yang sudah ada. Studi aliran daya sangat penting untuk memastikan tegangan dan arus masih dalam batas aman sistem.

Tujuan Load Flow Analysis

Tujuan dari studi aliran daya adalah untuk menentukan karakteristik steady-state operasi pada sebuah power sistem. Studi aliran daya juga bertujuan untuk mengamati sistem dalam kondisi-kondisi tertentu. sebagai contoh, pada saat sebuah transmission line harus diputus karena alasan maintenance dengan studi aliran daya akan diketahui apakah jalur transmisi lainnya mampu untuk menghandle beban yang dibutuhkan tanpa melebihi rated value.

tujuan lain dari studi aliran daya sebagai berikut:

1. Mengetahui kondisi mula pada perencanaan sistem baru.
2. Mendapatkan nilai tegangan di semua titik pada sistem.
3. Memastikan semua peralatan dalam batas pemakaian wajar.

Metode Load Flow Analysis

Ada tiga metode untuk mengkalkulasi data pada load flow analysis:

1. Gauss-Seidel System:

• Metode paling umum dari load flow anlysis.
• Mudah dalam pengoperasian
• Slow rate convergence, semakin banyak bus semakin banyak iterasi.

2. Newton-Raphson Method.

• Metode yang lebih advanced dan bisa digunakan untuk complex situation
• Iterasi lebih sedikit dan tidak tergantung banyaknya bus sehingga waktu kalkulasi lebih cepat
• lebih akurat dan cocok untuk sistem besar
• Lebih rumit dalam programming dan butuh memori komputer yang besar

3. Fast Decoupled Load Flow System.

• Hanya butuh sedikit memori komputer.
• kecepatan kalkulasi 5 kali lebih cepat dari Newton-Raphson
• Sangat populer pada real time management power grid.
• kurang akurat karena menggunakan asumsi

Jenis Bus pada Analisa Sistem Tenaga

Bus merupakan sebuah node yang dimana satu atau lebih line, beban, dan generator terhubung. Bus diindikasikan dengan garis vertikal dimana beberapa komponen terhubung. Ada tiga jenis bus pada power system:

1. Load Bus (P-Q Bus) adalah bus yang terhubung dengan beban, pada bus ini diketahui Daya aktif (P) dan Daya Reaktif (Q). Bus ini digunakan untuk mencari Tegangan dan sudut fasa.
2. Swing/Slack Bus/Reference bus, pada bus ini tegangan dan sudut fasa diketahui sedangakn daya aktif dan reaktif akan dicari. slack bus hanya berjumlah satu dan terhubung dengan generator terbesar.
3. Generator Bus / Voltage Control Bus (P-V Bus). Besarnya tegangan pada bus ini tergantung pada generated voltage dan dayanya tergantung terhadap spesifikasi ratingnya. Bus ini digunakan untuk mencari nilai Q dan sudut fasa. Tegangan dijaga untuk tetap konstan dengan injeksi reactive power

Analisa Matematis Load Flow

Mitigasi Undervoltage

1. Tap Changer

Merupakan metode pengaturan banyak lilitan pada trafo untuk mendapatkan tegangan yang diinginkan.

1. Capacitor Bank

Kapasitor pada power sistem berperan sebagai penyuplai daya reaktif untuk memperbaiki tegangan dan faktor daya sehingga dengan menambah kapasitor diharapkan bisa memperbaiki sistem.

Model injeksi arus kompensasi capacitor bank adalah menuju bus yang berada diatasnya.

references

• https://www.omazaki.co.id/en/load-flow-study-analysis/
• PSSL Load Flow Analysis Modul Training.
• https://www.youtube.com/watchv=LeGss3hdpMs&list=PLGtyXSn57qnLY9uE-7YhiRIY1_aI3e7tl&index=1
• https://circuitglobe.com/classification-of-power-system-buses.ht
• https://www.quora.com/What-is-the-use-of-the-reactive-power-when-it-is-only-real-power-that-is-utilized-for-useful-purposes-by-the-load-The-use-of-this-reactive-power-is-called-the-magnetizing-component-right
• https://electrical-engineering-portal.com/res3/How-power-factor-corection-works.pdf