Asut gelap

Toronto, selama pemadaman listrik total pada tahun 2003, memerlukan asut gelap pada pembangkit listrik.

Asut gelap (Bahasa Inggris: black start) adalah proses mengembalikan sebuah pembangkit listrik atau bagian dari sistem tenaga listrik agar dapat beroperasi kembali, tanpa memerlukan jaringan transmisi listrik eksternal, dan pulih dari mati listrik total ataupun sebagian.[1]

Dalam keadaan normal, listrik yang digunakan oleh suatu pembangkit dipasok dari generatornya sendiri. Namun, jika semua generator utama mati, maka listrik harus dipasok dari sistem tenaga listrik. Namun, jika terjadi mati listrik, sistem juga tidak mendapat pasokan listrik. Sehingga dalam keadaan seperti itu, diperlukan asut gelap untuk menyalakan pembangkit, agar dapat kembali beroperasi normal.

Untuk melakukan asut gelap, beberapa pembangkit memiliki generator diesel kecil, yang dapat digunakan untuk menyalakan generator yang lebih besar, yang kemudian dapat digunakan untuk menyalakan ulang generator utama. Namun PLTU memerlukan listrik hingga 10% dari kapasitasnya untuk dapat dinyalakan kembali, sehingga tidak ekonomis jika harus memasang generator diesel sebesar itu. Listrik untuk asut gelap pada PLTU pun biasanya dipasok oleh pembangkit listrik lain, biasanya berupa PLTA, karena PLTA hanya membutuhkan listrik yang sangat kecil untuk menyala, tetapi dapat memasok listrik yang cukup besar untuk digunakan oleh PLTU. Beberapa tipe turbin pembakaran tertentu juga dapat digunakan untuk asut gelap, sebagai alternatif pengganti PLTA.[2] Pada tahun 2017, sebuah utilitas di Karolina Selatan sukses mendemonstrasikan penggunaan sistem penyimpanan energi berbasis baterai untuk melakukan asut gelap pada sebuah PLTG.[3]

Tahapan

[sunting | sunting sumber]

Metode asut gelap (berdasarkan kasus nyata) adalah sebagai berikut :

  1. Sebuah baterai menyalakan generator diesel yang dipasang di PLTA.
  2. Listrik yang dihasilkan generator diesel kemudian digunakan untuk mengoperasikan PLTA.
  3. Jalur transmisi penting ke pembangkit lain mulai dialiri listrik.
  4. Listrik yang ditransmisikan oleh PLTA kemudian digunakan untuk menyalakan salah satu pembangkit listrik pemikul beban dasar, biasanya berupa PLTU.
  5. Listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik pemikul beban dasar kemudian digunakan untuk menyalakan kembali pembangkit lain yang ada di dalam satu sistem tenaga listrik.

Listrik kemudian mulai didistribusikan ke pengguna. Pemulihan ini biasanya dilakukan secara bertahap, karena jika dilakukan secara bersamaan akan berisiko. Terutama karena setelah adanya pemadaman listrik, semua bangunan akan menghangat, dan jika listrik dinyalakan secara bersamaan, maka permintaan listrik akibat penyalaan pendingin ruangan akan dapat melampaui kapasitas sistem. Pada iklim dingin, masalah yang sama juga dapat ditimbulkan oleh penggunaan pemanas ruangan.

Pada sistem tenaga listrik berskala besar, asut gelap biasanya melibatkan penyalaan beberapa pembangkit lokal, untuk dapat menyalakan pembangkit lain di sekitarnya. Kemudian akan dilakukan sinkronisasi antar pembangkit, sehingga dapat kembali membentuk sistem tenaga listrik yang utuh.

Ada beberapa metode untuk memulai asut gelap, antara lain lewat PLTA, generator diesel, turbin gas, penyimpanan udara bertekanan, dan lain sebagainya. Metode-metode tersebut memiliki pendekatan yang berbeda, dan tergantung pada beberapa faktor, seperti biaya, kompleksitas, ketersediaan sumber energi, interkonektivitas dengan jaringan pembangkit lain, dan juga seberapa cepat metode tersebut dapat membangkitkan listrik.

Pengadaan layanan asut gelap

[sunting | sunting sumber]
Seorang operator di ERCOT

Di Britania Raya, operator sistem tenaga listrik memiliki perjanjian dengan beberapa generator untuk menyediakan layanan asut gelap, jika dibutuhkan.[4] Pembangkit listrik yang berdiri sejak zaman CEGB biasanya memiliki sejumlah turbin gas yang dapat memasok cukup listrik ke pembangkit untuk dapat dinyalakan kembali. Turbin ini biasanya dinyalakan dengan generator diesel, dan kemudian oleh baterai cadangan. Setelah kecepatannya mencukupi, turbin gas ini dapat memasok listrik ke pembangkit, sehingga tidak perlu dipasok listrik dari luar.

Di Amerika Utara, pengadaan layanan asut gelap cukup bervariasi. Secara tradisional, listrik untuk asut gelap dipasok oleh utilitas terintegrasi dan biaya asut gelap dibebankan kepada pengguna layanan. Metode ini tetap digunakan hingga saat ini.

Di Amerika Serikat, ada tiga metode pengadaan layanan asut gelap. Metode yang banyak digunakan adalah cost-of-service, karena merupakan metode paling sederhana. Metode ini digunakan oleh California Independent System Operator (CAISO), PJM Interconnection,[5] dan New York Independent System Operator[6] (NYISO). Walaupun mekanismenya berbeda, pendekatan yang dipakai tetap sama. Metode kedua adalah metode baru yang digunakan oleh Independent System Operator of New England[7] (ISO-NE).

Metode pengadaan terakhir adalah pengadaan kompetitif, sebagaimana yang digunakan oleh Electric Reliability Council of Texas[8] (ERCOT). Dengan pendekatan ini, ERCOT menjalankan lelang untuk mengadakan layanan asut gelap. Peserta yang tertarik kemudian harus menyerahkan biaya per jamnya (misal $70 per jam). Menggunakan beberapa kriteria, ERCOT mengevaluasi tawaran ini dan memilih pemenangnya. Tiap pemenang harus dapat menunjukkan bahwa ia dapat menyalakan pembangkit lain di dekatnya.

Tiap negara memiliki metode pengadaan berbeda. Operator sistem tenaga listrik Selandia Baru[9] mengadakan layanan asut gelap melalui lelang. Negara-negara lain juga mengadakan lelang, walaupun tidak terstruktur seperti ERCOT. Termasuk Alberta Electric System Operator,[10] dan juga Independent Electric System Operator of Ontario,[11] yang menggunakan pendekatan "permintaan untuk proposal" dalam jangka panjang, mirip seperti di Selandia Baru dan ERCOT.

Asut gelap di sistem tenaga listrik Jerman pertama kali diuji pada tahun 2017 di pembangkit listrik tenaga baterai WEMAG di Schwerin pada sebuah sistem yang terisolasi dan terputus. Pembangkit WEMAG membuktikan bahwa ia mampu memulihkan sistem tenaga listrik setelah adanya mati listrik besar-besaran.[12]

Batasan sumber asut gelap

[sunting | sunting sumber]

Tidak semua pembangkit listrik cocok untuk memasok listrik guna asut gelap. PLTB tidak cocok untuk digunakan, karena angin bisa saja tidak ada saat dibutuhkan.[13] Turbin angin, minihidro, atau mikrohidro, biasanya terhubung ke generator induksi yang tidak mampu menyediakan listrik yang cukup untuk asut gelap.[14] Pembangkit untuk asut gelap juga harus stabil saat dioperasikan dalam jalur transmisi yang panjang, dengan beban reaktif yang besar. Banyak gardu pengubah arus searah bertegangan tinggi tidak dapat menyalurkan listrik ke sistem yang mati, karena gardu ini membutuhkan listrik komutasi dari sistem.[15]

Lihat juga

[sunting | sunting sumber]

Referensi

[sunting | sunting sumber]
  1. ^ Knight, U.G. Power Systems in Emergencies - From Contingency Planning to Crisis Management John Wiley & Sons 2001 ISBN 978-0-471-49016-6 section 7.5 The 'Black Start' Situation
  2. ^ Philip P. Walsh, Paul Fletcher Gas turbine performance, John Wiley and Sons, 2004 ISBN 0-632-06434-X, page 486
  3. ^ https://www.energy-storage.news/news/california-batterys-black-start-capability-hailed-as-major-accomplishment-i
  4. ^ Introduction to Black Start Diarsipkan 2006-05-21 di Wayback Machine. (National Grid plc) Covers technical and commercial background.
  5. ^ See PJM Tariff: Schedule 6A of the PJM Tariff, available online at: http://www.pjm.com/documents/downloads/agreements/tariff.pdf Diarsipkan 2008-12-09 di Wayback Machine. and Blackstart Business Rules, available online at: http://www.ieso.ca/Documents/consult/se16/se16_DACP-SWG-20060216-pjm-blackstart.pdf Diarsipkan 2014-12-16 di Wayback Machine.
  6. ^ See the NYISO Accounting and Billing Manual, 2006, available online at: http://www.nyiso.com/public/webdocs/documents/manuals/administrative/acctbillmnl.pdf Diarsipkan 2012-02-17 di Wayback Machine. NYISO Ancillary Services Manual 2006, available at "Archived copy". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-09-12. Diakses tanggal 2008-12-24.  NYISO Tariff (2006) at Rate Schedule 5, starting page 91, Revised Sheet 311, and Rate Schedule 6, starting at Revised Sheet No. 269, available online at "Archived copy" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2008-10-12. Diakses tanggal 2008-12-24. 
  7. ^ See ISO-NE "Order Accepting Application" Docket No. ER03-291, Federal Energy Regulatory Commission , Issued Feb. 14 2003, available online at http://www.iso-ne.com/committees/comm_wkgrps/trans_comm/tariff_comm/mtrls/2006/may162006/index.html ISO-NE Open Access Transmission Tariff 2006 at p. 311, available online at "Archived copy". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-10-25. Diakses tanggal 2008-12-24.  ISO-NE A3 Black Start Working Group Memo to the NEPOOL Transmission Committee, May 9, 2006 available online at http://www.iso-ne.com/committees/comm_wkgrps/trans_comm/tariff_comm/mtrls/2006/may162006/index.html
  8. ^ See ERCOT Protocols Section 6, 2006 available online at: "Archived copy". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-11-22. Diakses tanggal 2008-12-24.  ERCOT’s bidding form is available online at: http://www.ercot.com/mktrules/protocols/current/22-%28A%29BlackStart-050105.doc
  9. ^ See the Electricity Commission of New Zealand's Governance Rules, Schedule C5, Nov. 1 2005 at 180-182, available online at: "Archived copy" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2006-10-07. Diakses tanggal 2008-12-24. 
  10. ^ See http://www.aeso.ca/files/Nov05_BlackstartPP_v1.pdf Diarsipkan 2009-03-18 di Wayback Machine.
  11. ^ See "Archived copy". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-12-28. Diakses tanggal 2008-12-24. 
  12. ^ https://cleantechnica.com/2017/08/15/first-black-start-germanys-grid/
  13. ^ Fox, Brendan et al; Wind Power Integration - Connection and System Operational Aspects, Institution of Engineering and Technology, 2007 ISBN 978-0-86341-449-7 page 245
  14. ^ George G. Karady, Keith E. Holbert, Electrical Energy Conversion and Transport: An Interactive Computer-Based Approach,John Wiley & Sons, 2013, ISBN 1118498038 page 9-57
  15. ^ Beaty, H. Wayne; Fink, Donald G. (ed) Standard Handbook for Electrical Engineers (15th Edition), McGraw-Hill 2007 ISBN 978-0-07-144146-9 page 15-22

Bacaan lebih lanjut

[sunting | sunting sumber]