Click to edit Master text styles

Transkripsi

1

2 DESAIN DAN SIMULASI PENGONTROLAN DAYA AKTIF DAN REAKTIF INVERTER Click 3 to FASA edit MENGGUNAKAN Master text PQ styles CONTROLLER PADA SISTEM PEMBANGKIT Second level TERSEBAR MULTIPLE PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL (PEMFC) Oleh Septian Eko Hari Wicaksono Pembimbing Prof. Dr. Ir. Mochammad Ashari, M.Eng. Ir. Arief Mustofa, MT

3 LATAR BELAKANG 3

4 BLOK DIAGRAM SISTEM Fuelcell 48 KW Boost Converter V in = 180 Volt V Third out = 690 level Volt Three Phase Inverter LC filter Three Phase Transformer Load Grid / 20 KV PQ Controller P and Q referensi 4

5 Proton Exchange Membrane Fuelcell 6 KW No Simbol Nilai Keterangan 1 P 6 W Kapasitas maksimum photovoltaic Karakteristik PEMFC 6 KW 2 V o 65 V Tegangan keluaran untuk I = 0A 3 Third V o level 63 V Tegangan keluaran untuk I = 1A 4 5 IFourth o level 225 A V o 37 V Arus keluaran untuk daya maksimum Tegangan keluaran untuk daya maksimum 6 I nom A 7 V nom 45 V Saat beban 8 R Ω Tahanan modul fuelcell 9 Cell 65 banyaknya cell dalam satu modul fuelcell 10 η 55 % Model PEMFC yang digunakan pada simulasi 5

6 Proton Exchange Membrane Fuelcell 6 KW Tegangan (V) Kurva Karakteristik Tegangan dan Arus Fuelcell 6 KW Arus (A) MENGUBAH NILAI BEBAN Arus (A) Mengubah nilai R AKAN DIKETAHUI KURVA KARAKTERISTIK PEMFC 6 KW Daya (W) Kurva Karakteristik Daya dan Arus Fuelcell 6 KW

7 PEMFC 48 KW Proton Exchange Membrane Fuelcell 48 KW Berasal dari Click Parameter to edit Dasar Master Pemikiran text styles PEMFC 6 KW No Penerapan dalam Sistem Kebutuhan 1 Daya Second 48 Kw kapasitas levelfc = 6 6 KW x 8 fuelcell = 48 KW 2 Penyusunan Third - level Penyusunan paralel penentuan banyaknya fuelcell rangkaian fuelcell berakibat pada yang dipasang paralel adalah 4 fuelcell array Fourth penambahan level tegangan x 4 fueelcell =» Fifth dan daya level 180V. Dari kedua fuelcell yang - Penyusunan seri fuelcell masing-masing dipasang secara berakibat pada paralel, selanjutnya akan penambahan arus dan dihubungkan secara seri untuk daya tanpa menambah memenuhi kebutuhan daya nilai tegangan sebesar 48 KW 3 Beban fuelcell Nilai beban adalah tegangan fuelcell (kuadrat) dibagi daya sistem Maka nilai beban fuelcell yang didapatkan sebesar Ω 7

8 Click Kurva Karakteristik to Tegangan edit dan Master Arus text styles Tegangan (V) Daya (W) Fuelcell 6 KW Arus (A) Kurva Karakteristik Daya dan Arus Fuelcell 6 KW Arus (A) Proton Exchange Membrane Fuelcell 48 KW MEMBANDINGKAN KURVA KARAKTERISTIK PEMFC 48 KW dan 6 KW Vs Tegangan (V) Daya (W) Kurva Karakteristik Tegangan dan Arus Fuelcell 48 KW Kurva Karakteristik Daya dan Arus Fuelcell 48 KW Arus (A) Mengubah nilai R Arus (A) 8

9 Nilai Output Boost Converter Fuelcell 48 KW V boost = 690 Volt Boost Converter V in = 180 Volt V out = 690 Volt Three Phase Inverter LC filter Boost Converter Bergantung dari Three Phase Transformer Nilai Output Inverter V rms (line to line) = 380 Volt Load Grid / 20 KV PQ Controller C min 1 D DR L b 2 f DVo V Rf 2 r P and Q referensi didapatkan, C 3 min 6,95 10 Realisasi nilai C = 1, F 5 didapatkan, L b 6,2 10 H Realisasi nilai L = H F 7

10 DC LINK V Second in = 180 level Fuelcell 48 KW Boost Converter Volt V out = 690 Third Volt level Three Phase Inverter PQ Controller LC filter Three Phase Transformer P and Q referensi Load Grid / 20 KV Vdc 1 I dcdt C dt C 266 C 1,16x10 3 F 7

11 THREE PHASE INVERTER Nilai amplitudo yang dibandingkan Jika dimisalkan nilai dari indeks modulasi adalah 0,9 (m = 0,9), maka V rms inv V mx out boost 690 V xv out boost 12

12 THREE PHASE INVERTER Pembuktian Nilai Vrms Vmax 2 inv xv rms inv dengan, V rms 380V Vmax 537, 40V inv Pembuktian Nilai V max-inv dan V rms-inv yang ditunjukkan pada FFT Analysis 13

13 LC FILTER V Second in = 180 level Fuelcell 48 KW Boost Converter Volt V out = 690 Third Volt level Three Phase Inverter PQ Controller LC filter Three Phase Transformer P and Q referensi Load Grid / 20 KV 7

14 LC FILTER Titik pengambilan sampling Harmonisa terjadi Pada orde 2 C f 2 w 1 L dengan asumsi nilai L f = 15 mh, maka 6 C f x10 F f Titik tertinggi tanda terjadinya harmonisa 14

15 PQ CONTROLLER V Second in = 180 level Fuelcell 48 KW Boost Converter Volt V out = 690 Third Volt level Three Phase Inverter PQ Controller LC filter Three Phase Transformer P and Q referensi Load Grid / 20 KV 7

16 PQ CONTROLLER Memberikan nilai P ref dan Q ref Mengubah tegangan dan arus abc to dq0 Mendapatkan nilai I dqref Pengontrolan dan pengubahan sinyal dq0 to abc Sinyal masukan pada SPWM 15

17 PQ CONTROLLER P ref V d xi d Q ref V Fourth Vq xi d level Vd xi q xi q q V V dref qref P ref Q P ref ref I Memberikan nilai P ref dan Q ref V I d d V d q xi xi q q Q ref 16

18 PQ CONTROLLER Mengubah tegangan dan arus abc to dq0 17

19 PQ CONTROLLER Mendapatkan nilai I dqref 18

20 PQ CONTROLLER Pengontrolan dan pengubahan sinyal dq0 to abc 19

21 PQ CONTROLLER Sinyal masukan pada SPWM 20

22 Fuelcell 48 KW Boost Converter V Fourth in = 180 level Volt V out = 690» Volt Fifth level THREE PHASE TRANSFORMER DAN GRID Three Phase Inverter THREE PHASE TRANSFORMER (STEP UP) LC filter Three Phase Transformer GRID 20 KV Load Grid / 20 KV PQ Controller P and Q referensi 21

23

24 BOOST CONVERTER R (Ohm) V (Volt) I (Ampere) P (Watt) Waktu pencapaian steady state (s) 7,5 95,64 12, no steady state 8,80 112,2 12, no steady state 9,35 Third level 119,2 12, no steady state 9,63 Fourth 690 level 80, ,034 9,91 78, ,036 10,20» Fifth 690level 76, ,024 11, , ,05 12, , ,025 13, , ,022 15, , ,019 16, , ,016 18, , Mengubah 0,025 nilai R 22

25 HASIL PENGUJIAN MENGGUNAKAN PQ CONTROLLER P ref dan Q ref 23

26 ALIRAN DAYA SISTEM P dan Q bernilai positif 24

27 PERUBAHAN NILAI REFERENSI Mengubah Pref menjadi Mengubah Qref menjadi Terjadi Perubahan Kurva pada Titik 0.15 s 25

28 PEMBERIAN BEBAN PADA GRID 26

29 PEMBERIAN DUA BEBAN PADA GRID 27

30 KESIMPULAN Hasil pemodelan fuel cell 48 Kw yang dirangkai secara seriserta paralel diperoleh karakteristik V-I yang sama dengan karakteristik V-I fuel cell 6 KW. Tegangan output dari boost converter bernilai 690 volt dengan harapan dapat memberikan suplai daya yang sesuai dengan kebutuhan inverter. Daya aktif dan daya reaktif yang dikeluarkan oleh sistem pembangkitan tersebar dapat diatur menggunakan PQ controller, dimana dengan pengaturan Pref = W dan Qref = W maka nilai daya aktif dan reaktif keluaran dari sistem pembangkitan tersebar tersebut pada range daya aktif W hingga W dan daya reaktif meiliki nilai range 9000 VAR hingga VAR. Penambahan beban membuat nilai steady state daya aktif dan reaktif dari sistem semakin baik. Apabila nilai daya beban dibawah kapasitas daya pembangkit, maka beban akan mendapat suplai dari sistem pembangkit ini dan sisa daya akan disalurkan ke grid. 28

31

32 Nilai Output Boost Converter V boost = 690 Volt Boost Converter Bergantung dari Nilai Output Inverter V rms (line to line) = 380 Volt C min 1 D DR L b 2 f DVo V Rf 2 r didapatkan, C 3 min 6,95 10 Realisasi nilai C = 1, F 5 didapatkan, L b 6,2 10 H Realisasi nilai L = H F 9