Power

Power
Tujuan pembuatan blog "Gogeneration" ini adalah sebagai sarana untuk berbagi ilmu pengetahuan dan mencerdaskan anak bangsa, dengan mengumpulkan tutorial dan artikel yang terserak di dunia maya maupun di literature-literature yang ada. Semoga dengan hadirnya blog "Gogeneration" ini dapat membawa manfaat bagi kita semua. dan saya ingin sharing tentang power plant dan substation khususnya di electrical, mechanical , automation, scada. walaupun sudah lebih dari sepuluh tahun menggeluti dunia itu tapi masih banyak hal yang harus dipelajari. dengan blog ini saya berharap bisa saling sharing, Blog ini didedikasikan kepada siapa pun yang mencintai ilmu pengetahuan

usn.wnd@gmail.com

Senin, 09 Mei 2011

Pemodelan Kapasitas Pembangkit Listrik dengan Algoritma Rekursif – Reliability STL Bagian III


Melanjutkan tulisan terdahulu, membahas kapasitas pembangkit listrik dengan metode-metode probabilitas dasar, kali ini kita akan belajar membuat tabel COP dengan teknik recursive. Berbeda dengan metode binomial pada tulisan terdahulu, teknik rekursif ini lebih applicable untuk memodelkan pembangkitan seperti pada STL yang sesungguhnya. 
Sebelum masuk ke teknik ini, saya ingin mengulas kembali konsep Availability (kesiapan unit pembangkit, dinyatakan sebagai Equivalent Availability Factor dalam perhitungan sesungguhnya) dan Unavailability(ketidaksiapan unit pembangkit, dinyatakan sebagai Equivalent Forced Outage Rate). Referensi untuk indeks-indeks ini (EAF, EFOR) mengacu pada ANSI / IEEE standard 762-2006 IEEE Standard Definitions for Use in Reporting Electric Generating Unit Reliability, Availability, and Productivity,  atau dapat juga dibaca di salah satu artikel di situsGADS, NERC. 
Unavailability (FOR) = U  
=\frac{\lambda}{\lambda + \mu} =\frac{r}{m + r} =\frac{r}{T} =\frac{f}{\mu} =\frac{\text{ jumlah down time}}{\text{jumlah down time + jumlah up time}} 
Availability = A  
=\frac{\mu}{\lambda + \mu} =\frac{m}{m + r} =\frac{m}{T} =\frac{f}{\lambda} =\frac{\text{ jumlah uptime}}{\text{jumlah down time + jumlah up time}} 
  • λ = perkiraan failure rate
  • μ = perkiraan repair rate
  • m = mean time to failure = MTTF = 1/λ
  • r = mean time to repair = MTTR = 1/μ
  • m + r = mean time between failures = MTBF = 1/f
  • f = frekuensi siklus
  • T = perioda = 1/f
Konsep kesiapan dan ketidaksiapan unit pembangkit  di atas berlaku untuk pemodelan sederhana 2 keadaan (state) yaitu unit siap (up) dan unit tidak siap (down). Model ini cocok untuk unit-unit pembangkit yang melayani beban dasar (base load). 
 
Ketika siklus start-stop unit pembangkit relatif lama, FOR dapat dijadikan nilai probabilitas unit tersebut tidak siap di masa depan. Jika siklus start-stop relatif pendek, seperti yang terjadi pada unit pembangkit yang melayani kebutuhan beban puncak (peaker) atau menengah, maka rumus di atas tidak dapat dipakai. Sebuah unit peaker memiliki jumlah start-stop yang banyak dengan jam operasi yang pendek-pendek. Model yang dipakai untuk peaking unit ini adalahmodel 4 keadaan (state), dimana periode paling kritis adalah ketika unit pembangkit tersebut start. Dalam model 4 state, probabilitas gagal start juga diperhitungkan. Indeks gagal start sering disebut sebagai Starting Failure Factor(SFF), kebalikannya adalah Starting Reliability (lihat indeks-indeks kinerja NERC GADS). 
Algoritma Rekursif 
Probabilitas kumulatif bagi unit-unit pembangkit berada dalam keadaan outage / tidak siap sebesar X MW setelah sebuah unit dengan kapasitas C MW dan FOR sebesar U ditambahkan adalah 
P(X) = (1 – U) P’(X) + (U) P’(X – C) 
dimana P’(X) dan P(X) adalah probabilitas kumulatif keadaan dengan kapasitas outage sejumlah X MW sebelum dan sesudah unit ditambahkan. Keadaan awal : P’(X) = 1 untuk X ≤ 0 , selain itu P’(X) = 0. 
Contoh 
Misalkan ada 3 buah unit pembangkit dengan data sbb:
|Unit no. 
|Capacity (MW)|Failure rate (f/day)|Repair rate (r/day)|
1 
25 
0.01 
0.49 
2 
25 
0.01 
0.49 
3 
50 
0.01 
0.49 
  
Dari definisi di atas kita dapat mengetahui bahwa untuk ke-3 unit ini, availability = A = = \frac{0.49}{0.49+0.01} = 0.98 danunavailability = U = 0.02. 
Capacity Outage Probability sistem ini  disusun secara berurutan sbb: 
Langkah 1. Tambahkan unit pertama. 
P(0) = (1 - 0.02) (1) + (0.02) (1) = 1 
P(25) = (1 - 0.02) (0) + (0.02) (1) = 0.02 
Langkah 2. Tambahkan unit kedua. 
P(0) = (1 - 0.02) (1) + (0.02) (1) = 1 
P(25) = (1 - 0.02) (0.02) + (0.02) (1) = 0.0396 
P(50) = (1 - 0.02) (0) + (0.02) (0.02) = 0.0004 
Langkah 3. Tambahkan unit ketiga. 
P(0) = (1 - 0.02) (1) + (0.02) (1) = 1 
P(25) = (1 - 0.02) (0.0396) + (0.02) (1) = 0.058808 
P(50) = (1 - 0.02) (0.0004) + (0.02) (1) = 0.020392 
P(75) = (1 - 0.02) (0) + (0.02) (0.0396) = 0.000792 
P(100) = (1 - 0.02) (0) + (0.02) (0.0004) = 0.000008 
Dari perhitungan ini, kita dapatkan tabel COP berikut, 
 
 
Capacity out of serviceIndividual ProbabilityCumulative Probability
00,9411921,000000
250,0384160,058808
500,01960,020392
750,0007840,000792
1000,0000080,000008
 
Setelah kita belajar membuat tabel COP, apa indikator kinerja lain yang ingin kita ketahui ? Jawabnya, LOLE. Kenapa harus LOLE, apakah probabilitas outage / gagalnya unit pembangkit dengan tabel COP saja tidak cukup ? Jawabannya akan kita bahas dalam tulisan berikutnya, dan kita akan belajar menghitung LOLE (loss of load expectation)

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar