PEMODELAN DAN SIMULASI STATIC SYNCHRONOUS SERIES COMPENSATOR (SSSC) MENGGUNAKAN KONTROL PWM UNTUK PENGATURAN ALIRAN DAYA PADA SISTEM TRANSMISI

Transkripsi

1 PEMODELAN DAN SIMULASI STATIC SYNCHRONOUS SERIES COMPENSATOR (SSSC) MENGGUNAKAN KONTROL PWM UNTUK PENGATURAN ALIRAN DAYA PADA SISTEM TRANSMISI Oleh : Solikhan Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir.Mochamad Ashari, M.Eng. Vita Lystianingrum B.P,S.T,M.Sc 1

2 PENDAHULUAN (1) Pengaturan aliran daya pada sistem transmisi. Pertumbuhan beban makin besar Solusi Melibatkan banyak saluran, bus, generator dan interkoneksi yang besar Sulit mengatur aliran daya dan banyak daya hilang Alat pengatur aliran daya Kestabilan sistem dan effisiensi menurun 2

3 PENDAHULUAN (2) Aliran daya pada transmisi : dengan merupakan beda sudut phase antara bus tegangan kirim dan bus tegangan terima. 3

4 PENDAHULUAN (3) Diagram phasor tegangan dan arus pada suatu transmisi/saluran SSSC sebagai salah satu peralatan power elektronika mampu menginjeksi tegangan reaktif kesaluran, akibatnya dapat membuat tegangan sisi kirim berubah baik magnitudo dan sudut phasenya. SSSC bekerja dengan tiga mode yaitu : mode netral, mode kapasitif dan mode induktif. 4

5 Tujuan Mendesain SSSC untuk mengatur aliran daya pada saluran dalam mode operasi netral dengan mengubah referensi arus. Mendesain SSSC untuk mengatur aliran daya pada saluran dalam mode operasi kapasitif dengan mengubah referensi arus. Mendesain SSSC untuk mengatur aliran daya pada saluran dalam mode operasi induktif dengan mengubah referensi arus. Menjaga aliran daya aktif saluran pada level tertentu dengan menggunakan SSSC, ketika terjadi penambahan beban pada salah satu sisi busnya. 5

6 Batasan Masalah Penggunaan SSSC dalam penelitian ini dibatasi untuk pengaturan aliran daya pada jaringan transmisi. Rugi-rugi daya SSSC diasumsikan sangat kecil sehingga dapat diabaikan dan inverter tanpa filter serta tidak membahas harmonisa dari inverter. Model sistem tenaga listrik yang digunakan untuk simulasi adalah sistem tenaga listrik sederhana dengan beban seimbang. Analisis sistem pada tugas akhir ini adalah analisis sistem dalam kondisi tunak (steady-state) 6

7 Rangkaian Simulasi (1) Konfigurasi sistem yang akan disimulasikan. 7

8 Rangkaian Simulasi (2) Konfigurasi sistem dengan pemasangan SSSC 8

9 SSSC Komponen-Komponen Penyusun SSSC : Kontrol Pulse Widh Modulation (PWM) Inverter Kapasitor DC Trafo 9

10 Rangkaian Simulasi Simulasi Sistem dengan menggunakan software Simulink 6.0 yang terdapat pada MATLAB

11 Parameter simulasi : 11

12 Analisa yang dilakukan meliputi ; Tegangan sisi kirim (Vx atau V1) Tegangan sisi terima (V2) Selisih sudut phase antara tegangan sisi kirim dan tegangan sisi terima ( ) Teganan (Vinj) dan daya (Pinj dan Qinj)pada SSSC Aliran daya pada saluran (Pline dan Qline) 12

13 Sistem operasi normal (tanpa SSSC): - Aliran daya pada saluran : - Daya aktif = 0,6 pu - Daya reaktif = 0,15 pu - Tegangan sisi kirim (V1) dan tegangan terima (V2) sama yaitu 1 pu. - Selisih sudut ( ) antara tegangan sisi kirim (V1) dan terima (V2) sebesar 29 derajat. 13

14 Hasil simulasi dengan pemasangan SSSC Mode Netral : Tegangan dan beda sudut Daya SSSC Aliran daya pada saluran 14

15 Analisa hasil simulasi Dengan Pemasangan SSSC Mode Netral : Vx = V2 = 1 pu Beda sudut ( ) = 29 derajat Tegangan yang disuntikan : Daya pada SSSC : Pinj = Qinj = 0 pu Aliran daya pada saluran : 15

16 Hasil Simulasi dengan pemasangan SSSC Mode Kapasitif dengan referensi arus 0,78 pu dan 0,7 pu. Tegangan dan Beda Sudut Daya pada SSSC Daya pada Saluran 16

17 Analisa hasil simulasi Dengan Pemasangan SSSC Mode Kapasitif dengan arus referensi 0.78 pu: Tegangan dan beda sudut : Tegangan yang disuntikan : Daya pada SSSC : Aliran daya pada saluran : 17

18 Pada mode kapasitif dilakukan percobaan lain dengan referensi arus yang berbeda 14 june

19 Hasil Simulasi dengan pemasangan SSSC Mode induktif dengan referensi arus 0,45 pu dan 0,58 pu. Tegangan dan Beda Sudut Daya pada SSSC Daya pada Saluran 19

20 Analisa hasil simulasi Dengan Pemasangan SSSC Mode Induktif dengan arus referensi 0.45 pu: Tegangan dan beda sudut : Tegangan yang disuntikan : Daya pada SSSC : Aliran daya pada saluran : 20

21 Pada mode Induktif dilakukan percobaan lain dengan referensi arus yang berbeda 21

22 Grafik Arus Referensi terhadap Tegangan Kirim dan Tegangan Injeksi SSSC 22

23 Phasor Tegangan Sistem akibat Operasi dari SSSC 23

24 Grafik Arus Referensi terhadap Daya pada Jaringan dan Daya Reaktif SSSC 24

25 Phasor Diagram Operasi SSSC 25

26 Sistem Dengan Penambahan Beban Induktif Ketika beban induktif ditambah, maka aliran daya pada saluran menurun. Untuk mempertahankan besarnya aliran daya aktif, maka SSSC dioperasikan dalam mode kapasitif dengan referensi arus lebih tinggi. Dalam simulasi ketika beban induktif ditambah menjadi dua kali lipat dari semula, aliran daya aktif pada saluran turun dari 0,6 pu menjadi 0,57 pu. Setelah dipasang SSSC mode kapasitif dengan referensi arus 0.7 pu, aliran daya aktif mampu dinaikan sebesar 5 % atau tetap 0,6 pu Tanpa SSSC Dengan SSSC 26

27 Kesimpulan Static Syncronous Series Compensator (SSSC) menggunakan kontrol PWM dengan mode netral tidak memiliki kemampuan untuk mengatur aliran daya saluran karena tegangan yang disuntikan sangat kecil dan sefasa dengan arus sehingga tidak ada daya reaktif yang diserap atau dibangkitkan. Static Syncronous Series Compensator (SSSC) menggunakan kontrol PWM dengan mode kapasitif memiliki kemampuan untuk menaikan aliran daya aktif sebesar 0,15 pu dan daya reaktif sebesar 0,05 pu pada saluran dengan menyuntikan daya reaktif pu dari saluran. Static Syncronous Series Compensator (SSSC) menggunakan kontrol PWM dengan mode induktif memiliki kemampuan untuk menurunkan aliran daya aktif sebesar 0,17 pu dan daya reaktif sebesar 0,033 pu pada saluran dengan menyerap daya reaktif pu dari saluran. Static Syncronous Series Compensator (SSSC) mampu menjaga aliran daya aktif pada saluran sebesar 0.6 pu ketika terjadi penambahan beban induktif dengan menaikan daya aktif 5%. 27

28 TERIMA KASIH 28