KENDALI SISTEM TENAGA LISTRIK DENGAN MATLAB, oleh Heru Dibyo Laksono, M.T. Hak Cipta 2014 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta 55283 Telp: 0274-882262; 0274-889398; Fax: 0274-889057; E-mail: info@grahailmu.co.id Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memper banyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit. ISBN: 978-602-262-169-7 Cetakan ke I, tahun 2014
BAB... KATA PENGANTAR Pertama tama penulis mengucapkan puji dan syukur ke hadirat Allah SWT karena berkat dan rahmat-nya penulis telah dapat menyelesaikan penulisan naskah buku tentang kendali sistem tenaga listrik. Penulisan buku ini dilatarbelakangi oleh minimnya literatur tentang kendali sistem tenaga listrik yang ditulis dalam bahasa Indonesia. Oleh karena itu penulis memberanikan diri untuk mencoba menyusun buku ini dengan harapan dapat membantu para pembaca yang tertarik untuk mendalami masalah teknik tenaga listrik. Buku ini juga dilengkapi kode-kode MATLAB untuk membantu para pembaca memahami materi yang dijelaskan oleh penulis (dapat diunduh di www.grahailmu.co.id. Terima kasih khusus dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada orangtua kami yang telah memberikan perhatian penuh dalam penyelesain buku ini. Ucapan terima kasih kepada banyak pihak yang telah mendukung penulis buku ini. Kepada istri tercinta Reri Afrianita, putriku yang cantik, Thanisa Nazhwa Azura (Thata) dan Fathan Atthallah Kaysan (Fathan) serta keluarga besarku, buku ini kupersembahkan untuk kalian semua. Akhirnya, segala tanggung jawab akademis dari naskah buku ini sepenuhnya berada di tangan
vi Kendali Sistem Tenaga Listrik dengan Matlab penulis. Akhir kata jika pembaca menemukan kesalahan, penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran yang membangun. Padang, Januari 2014 Penulis
BAB I DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL v vii xv xix BAB I TINJAUAN UMUM 1 1.1 Penjelasan Umum 1 1.2 Tujuan 2 1.3 Buku Penunjang 2 1.4 Gambaran Umum 2 BAB II SISTEM EKSITASI GENERATOR 7 2.1 Pendahuluan 7 2.2 Pemodelan Sistem Eksitasi Generator 8 2.2.1 Model Amplifier 10 2.2.2 Model Eksiter 11 2.3.3 Model Generator 11 2.2.4 Fungsi Alih Sistem Eksitasi Generator 12 2.3 Analisis Performansi Sistem Eksitasi Generator 13 2.3.1 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 13
viii Kendali Sistem Tenaga Listrik dengan Matlab 2.3.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 19 2.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 23 2.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator 28 2.6 Rangkuman 29 2.7 Soal soal Latihan 32 BAB III BAB IV SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PIDTOOL MODEL PARALEL 39 3.1 Pendahuluan 39 3.2 PIDTool Model Paralel 40 3.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi 43 3.4 Perancangan dan Analisis Sistem Kendali Eksitasi Generator dengan PIDTool Model Paralel 44 3.4.1 Perancangan Sistem Kendali Eksitasi Generator 45 3.4.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 47 3.4.3 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 51 3.4.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 55 3.4.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator 59 3.5 Rangkuman 62 3.6 Soal soal Latihan 64 SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PIDTOOL MODEL STANDAR 65 4.1 Pendahuluan 65 4.2 PIDTool Model Standar 66 4.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi Generator 67
Daftar Isi ix 4.4 Perancangan dan Analisis Sistem Kendali Eksitasi Generator dengan PIDTool Model Standar 68 4.4.1 Perancangan Sistem Kendali Eksitasi Generator 68 4.4.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 70 4.4.3 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 73 4.4.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 77 4.4.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator 81 4.5 Rangkuman 84 4.6 Soal soal Latihan 86 BAB V SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PIDTUNE 87 5.1 Pendahuluan 87 5.2 PIDTune 88 5.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi Generator 89 5.4 Perancangan dan Analisis Sistem Kendali Eksitasi Generator dengan PIDTune 90 5.4.1 Perancangan Sistem Kendali Eksitasi Generator 90 5.4.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 92 5.4.3 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 96 5.4.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 100 5.4.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator 104
x Kendali Sistem Tenaga Listrik dengan Matlab 5.5 Rangkuman 107 5.6 Soal soal Latihan 109 BAB VI BAB VII SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PID (PENDEKATAN TEMPAT KEDUDUKAN AKAR) 111 6.1 Pendahuluan 111 6.2 Pengendali dan Kompensator 112 6.2.1 Kompensator 113 6.2.2 Pengendali 117 6.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi Generator 121 6.4 Perancangan dan Analisis Sistem Kendali Eksitasi Generator dengan Pendekatan Tempat Kedudukan Akar 122 6.4.1 Perancangan Sistem Kendali Eksitasi Generator 123 6.4.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 125 6.4.3 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 129 6.4.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 132 6.4.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator 137 6.5 Rangkuman 140 6.6 Soal soal Latihan 142 SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PID (PENDEKATAN TANGGAPAN FREKUENSI) 143 7.1 Pendahuluan 143 7.2 Pengendali dan Kompensator 144 7.2.1 Kompensator 145 7.2.2 Pengendali 150 7.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi Generator 152