BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Di Indonesia, pembangkit skala kecil sudah banyak dibangun di berbagai daerah baik oleh pemerintah maupun oleh masyarakat lokal. Pada tahun 2013, Pemerintah Provinsi Jawa Tengah melalui APBD 2013 senilai Rp 3,6 miliar membangun Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) terpusat, dengan daya 20 kilowatts peak (kwp) yang bertempat di kabupaten Cilacap [1]. Lalu pada tahun berikutnya, kabupaten Banjarnegara membangun enam pembangkit listrik tenaga mikrohidro dengan kapasitas daya total 5000 kw, yaitu PLTM Plumbungan, PLTMH Siteki, PLTMH Singgi Kutabanjar, PLTMH Kincang Rakit, PLTMH Sigebang Tapen, dan PLTMH Rakit [2]. Selama ini, pembangkit-pembangkit lokal tersebut dikelola sepenuhnya oleh masyarakat lokal secara tradisional, tanpa adanya standard operating procedure yang pasti. Saat ini, Laboratorium Teknik Tenaga Listrik UGM sedang mengembangkan testbed microgrid yang terdiri dari berbagai macam pembangkit skala kecil. Testbed microgrid ini merupakan purwarupa dari sistem microgrid yang terdiri dari pembangkit listrik tenaga surya, pembangkit listrik tenaga disel, pembangkit listrik tenaga mikrohidro, pembangkit listrik tenaga biomassa, dan baterai sebagai penyimpan cadangan listrik pada sistem. Semua pembangkit tersebut terhubung pada satu bubar dengan spesifikasi tegangan 380 VL-L dan frekuensi 50 Hz. Selain itu dalam testbed microgrid ini juga terdapat beban dan pusat kendali utama. 1
Gambar 1.1 Testbed Microgrid Penelitian ini akan membahas sebagian testbed microgrid, yaitu pada generator sinkron dan generator induksi yang merepresentasikan PLTD dan PLTMH. PLTD yang menggunakan generator sinkron digunakan sebagai pembangkit utama, dimana parameter keluarannya digunakan sebagai bus reference pada sistem. Kemudian PLTMH yang menggunakan generator induksi digunakan sebagai pembangkit lokal yang menyuplai kebutuhan daya beban lokal. Berbagai pengujian dilakukan untuk mengetahui karakteristik kerja dari generator sinkron dan generator induksi. Pengujian yang dilakukan yaitu dengan melakukan penyambungan, pembebanan, dan pemutusan antara generator sinkron dan generator induksi. Sehingga, dengan mengetahui karakteristik microgrid, dapat dilakukan penyusunan standard operating procedure untuk penyambungan, operasi pembebanan, dan pemutusan generator sinkron dan generator induksi dalam testbed microgrid. Kemudian, adanya prosedur mengenai pengoperasian pembangkit skala 2
kecil tersebut diharapkan mampu membantu pengoperasian pembangkit skala kecil yang ada di berbagai daerah di Indonesia. 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana karakteristik generator induksi dan generator sinkron dalam operasi stand alone ataupun operasi paralel? 2. Bagaimana prosedur pemutusan generator sinkron dan generator induksi dalam testbed microgrid yang digunakan? 1.3 Batasan Masalah Batasan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Perangkat keras pengendali penggerak mula generator induksi dan generator sinkron adalah motor induksi yang dikendalikan menggunakan inverter 3 fase. 2. Generator sinkron dan generator induksi beroperasi dibawah kapasitas daya yang tertulis pada nameplate. 3. Testbed microgrid terdiri dari satu generator sinkron, satu generator induksi, kapasitor bank yang terletak pada sistem, dan beban resistif 3 fase. 4. Tidak membahas proteksi sistem. 5. Tidak membahas efisiensi sistem. 6. Tidak membahas harmonik yang terjadi pada sistem. 7. Tidak menjelaskan karakteristik motor induksi penggerak generator. 3
8. Tidak membahas rinci spesifikasi perangkat keras kendali penggerak mula dan kendali eksitasi generator sinkron. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui karakteristik generator induksi dan generator sinkron yang digunakan ketika beroperasi stand alone ataupun beroperasi paralel. 2. Mendapatkan prosedur pemutusan generator sinkron dan generator induksi pada testbed microgrid. 1.5 Manfaat Penulisan Manfaat dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Memahami karakteristik dari generator induksi dan generator sinkron. 2. Memahami prosedur pemutusan ketika melakukan operasi paralel generator sinkron dan generator induksi. 1.6 Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan tentang latar belakang penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan laporan. 4
BAB II DASAR TEORI Bab ini menjelaskan tentang tinjauan pustaka dan dasar teori mengenai microgrid, grid code, sinkronisasi, motor induksi, generator sinkron, dan generator induksi. Tinjauan pustaka dilakukan untuk mengkaji ulang penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Dasar teori menjelaskan cara kerja, persamaan matematis, serta teori pendukung yang dibutuhkan dalam penelitian ini. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini menjelaskan tentang pengujian yang dilakukan untuk mendapatkan data penelitian. Pengujian terdiri dari pengujian karakteristik generator saat beroperasi stand alone ataupun paralel. Alat dan bahan penelitian serta rincian alur dan proses penelitian juga dijelaskan pada bab ini. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini menjelaskan tentang pembahasan hasil penelitian, yang meliputi kinerja generator induksi dan generator sinkron yang beroperasi stand alone dan operasi paralel, prosedur pemutusan generator dari operasi paralel. BAB V PENUTUP Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari penelitian berdasarkan hasil analisis dan saran yang terkait kelanjutan dan pengembangan penelitian. 5