ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN BEBAN TERHADAP FREKUENSI PADA SISTEM TENAGA LISTRIK
ANALYSIS OF THE EFFECT OF LOAD CHANGES ON FREQUENCY IN ELECTRICAL POWER SYSTEMS
Stabilitas frekuensi merupakan salah satu indikator utama keandalan sistem tenaga listrik yang harus dipertahankan meskipun terjadi perubahan beban. Perubahan beban yang bersifat mendadak dapat menyebabkan deviasi frekuensi yang berpotensi mengganggu operasi sistem tenaga listrik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi perubahan beban terhadap respon frekuensi serta mengevaluasi kinerja Load Frequency Control (LFC) single-area menggunakan pengendali PI. Penelitian dilakukan melalui simulasi berbasis MATLAB/Simulink dengan model LFC single-area yang terdiri dari governor, turbin non-reheat, generator, dan beban. Parameter sistem yang digunakan meliputi konstanta inersia detik, droop governor pu, dan koefisien redaman beban pu. Gangguan beban diberikan dalam bentuk perubahan step sebesar ±5%, ±10%, dan ±15% dari daya dasar sistem. Pengendali PI dituning menggunakan metode Ziegler–Nichols sebagai pendekatan awal, kemudian dioptimalkan menggunakan kriteria Integral of Time Absolute Error (ITAE).
Validasi model dilakukan dengan membandingkan respon simulasi terhadap referensi literatur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem tanpa pengendali PI tidak mampu mengembalikan frekuensi ke nilai nominal. Penggunaan PI dengan tuning manual mampu memperbaiki respon sistem, namun menghasilkan settling time yang relatif lama. Optimasi parameter PI berbasis ITAE terbukti mampu mempercepat waktu pemulihan frekuensi dan meredam osilasi secara signifikan. Dengan demikian, pendekatan ITAE efektif untuk meningkatkan performa LFC dan dapat dijadikan rekomendasi teknis dalam pengaturan governor dan Automatic Generation Control (AGC), khususnya dalam menghadapi peningkatan penetrasi energi terbarukan.
Kata kunci: Load Frequency Control, perubahan beban, stabilitas frekuensi, PI controller, ITAE.
Frequency stability is a critical aspect of power system operation, especially under sudden load changes that cause frequency deviations and threaten system reliability. This study analyzes the effect of load variations on frequency response in a single-area Load Frequency Control (LFC) model and evaluates PI controller performance. Simulations were carried out in MATLAB/Simulink using a single-area LFC consisting of governor, non-reheat turbine, generator, and load. System parameters are inertia s, governor droop pu, and load damping pu. Step load disturbances of ±5%, ±10%, and ±15% of base power were applied. The PI controller was initially tuned by Ziegler–Nichols and subsequently optimized using the ITAE criterion. Validation was performed by comparing response curves with standard reference cases (Kundur, 1994). Results show that a manually tuned PI (Kp = 5, Ki = 3) returns frequency to nominal but with a long settling time (~45 s), while ITAE-optimized PI (Kp = 16, Ki = 14) significantly reduces settling time (~15 s) and oscillations. These findings indicate that ITAE-based tuning effectively improves LFC performance and provide practical recommendations for governor and AGC settings to support increasing renewable penetration in Indonesia’s power system planning
Keywords: Load Frequency Control, load variation, frequency deviation, PI controller, ITAE, MATLAB/Simulink.