Pengaturan Output Generator Induksi dengan Static Synchronous Compensator (STATCOM) pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin

dokumen-dokumen yang mirip
BAB II TINJAUAN PUSTAKA

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PERBANDINGAN PENGARUH TAHANAN ROTOR TIDAK SEIMBANG DAN SATU FASA ROTOR TERBUKA : SUATU ANALISIS TERHADAP EFISIENSI MOTOR INDUKSI TIGA FASA

STUDI PENGARUH PERUBAHAN TEGANGAN INPUT TERHADAP KAPASITAS ANGKAT MOTOR HOISTING ( Aplikasi pada Workshop PT. Inalum )

BAB II HARMONISA PADA GENERATOR. Generator sinkron disebut juga alternator dan merupakan mesin sinkron yang

1 BAB I PENDAHULUAN. listrik. Di Indonesia sejauh ini, sebagian besar kebutuhan energi listrik masih disuplai

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. putaran tersebut dihasilkan oleh penggerak mula (prime mover) yang dapat berupa

ANALISIS PERBANDINGAN TORSI START

PRINSIP KERJA MOTOR. Motor Listrik

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

SYNCHRONOUS GENERATOR. Teknik Elektro Universitas Indonesia Depok 2010

ANALISIS PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP KINERJA MOTOR INDUKSI TIGA FASA ROTOR BELITAN (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

BAB II MOTOR INDUKSI 3 FASA

ANALISIS PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP KINERJA MOTOR ARUS SEARAH KOMPON

Maximum Power Point Tracking (MPPT) Pada Variable Speed Wind Turbine (VSWT) Dengan Permanent Magnet Synchronous Generator

Dampak Perubahan Putaran Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi 3 Phasa Jenis Rotor Sangkar

STUDI PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC SHUNT DENGAN METODE WARD LEONARD (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

MODUL 10 DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK. Motor induksi

ANALISA PERBANDINGAN PENGARUH HUBUNGAN SHORT-SHUNT DAN LONG-SHUNT TERHADAP REGULASI TEGANGAN DAN EFISIENSI GENERATOR INDUKSI PENGUATAN SENDIRI

BAB II MOTOR INDUKSI SEBAGAI GENERATOR (MISG)

BAB 2II DASAR TEORI. Motor sinkron tiga fasa adalah motor listrik arus bolak-balik (AC) yang

BAB I PENDAHULUAN. panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanik, dan

ANALISA PENGARUH SATU FASA ROTOR TERBUKA TERHADAP TORSI AWAL, TORSI MAKSIMUM, DAN EFISIENSI MOTOR INDUKSI TIGA FASA

BAB II DASAR TEORI. Motor asinkron atau motor induksi biasanya dikenal sebagai motor induksi

BAB II MOTOR INDUKSI 3 Ø

MODUL 3 TEKNIK TENAGA LISTRIK PRODUKSI ENERGI LISTRIK (1)

BAB III 3 METODE PENELITIAN. Peralatan yang digunakan selama penelitian sebagai berikut : 1. Generator Sinkron tiga fasa Tipe 72SA

PEMODELAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN 1kW BERBANTUAN SIMULINK MATLAB

BAB III PERANCANGAN SISTEM

Dasar Teori Generator Sinkron Tiga Fasa

BAB II MESIN INDUKSI TIGA FASA. 2. Generator Induksi 3 fasa, yang pada umumnya disebut alternator.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. relevan dengan perangkat yang akan dirancang bangun yaitu trainer Variable Speed

MESIN SINKRON ( MESIN SEREMPAK )

BAB II LANDASAN TEORI

DA S S AR AR T T E E ORI ORI

ANALISIS DAN SIMULASI PENGATURAN TEGANGAN GENERATOR INDUKSI BERPENGUATAN SENDIRI MENGGUNAKAN STATIC SYNCHRONOUS COMPENSATOR (STATCOM)

BAB II GENERATOR SINKRON

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TENAGA LISTRIK NO LOAD AND LOAD TEST GENERATOR SINKRON EXPERIMENT N.2 & N.4

Teknik Tenaga Listrik(FTG2J2)

PENGATURAN TEGANGAN DAN FREKUENSI GENERATOR INDUKSI MENGGUNAKAN VSI UNTUK SISTEM TIGA FASA EMPAT KAWAT

SINGUDA ENSIKOM VOL. 7 NO. 2/Mei 2014

1. BAB I PENDAHULUAN

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA FASA. biasanya adalah tipe tiga phasa. Motor induksi tiga phasa banyak digunakan di

PENGUJIAN PERFORMANCE MOTOR LISTRIK AC 3 FASA DENGAN DAYA 3 HP MENGGUNAKAN PEMBEBANAN GENERATOR LISTRIK

PENGARUH PEGATURAN KECEPATAN MENGGUNAKAN METODE PENGATURAN FLUKSI TERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR ARUS SEARAH KOMPON

ABSTRAK. Kata Kunci: generator dc, arus medan dan tegangan terminal. 1. Pendahuluan

M O T O R D C. Motor arus searah (motor dc) telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor dc telah membawa perubahan besar sejak dikenalkan

Perancangan dan Simulasi Chopper Buck Boost pada Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin

BAB III SISTEM KELISTRIKAN MOTOR INDUKSI 3 PHASA. 3.1 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Fasa

Teknik Tenaga Listrik(FTG2J2)

MOTOR LISTRIK 1 & 3 FASA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

DAFTAR ISI PROSEDUR PERCOBAAN PERCOBAAN PENDAHULUAN PERCOBAAN Kontrol Motor Induksi dengan metode Vf...

ABSTRAK. Kata Kunci: pengaturan, impedansi, amperlilit, potier. 1. Pendahuluan. 2. Generator Sinkron Tiga Fasa

MARTUA NABABAN NIM:

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

Disusun oleh Muh. Wiji Aryanto Nasri ( ) Ryan Rezkyandi Saputra ( ) Hardina Hasyim ( ) Jusmawati ( ) Aryo Arjasa

Jurnal Dinamis Vol.II,No.14, Januari 2014 ISSN

BAB II GENERATOR SINKRON. bolak-balik dengan cara mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Energi

Analisis Pengaruh Perubahan Tegangan Terhadap Torsi Motor Induksi Tiga Fasa Menggunakan Simulasi Matlab

Desain Maximum Power Point Tracking untuk Turbin Angin Menggunakan Modified Perturb & Observe (P&O) Berdasarkan Prediksi Kecepatan Angin

BAB II LANDASAN TEORI ANALISA HUBUNG SINGKAT DAN MOTOR STARTING

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 1

Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik.

ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN EKSITASI TERHADAP DAYA REAKTIF GENERATOR

BAB II LANDASAN TEORI

ANALISIS PENENTUAN TEGANGAN TERMINAL, REGULASI, DAN EFISIENSI GENERATOR SINKRON 3 FASA ROTOR SALIENT POLE DENGAN METODE BLONDEL (TWO REACTION THEORY)

GENERATOR SINKRON Gambar 1

BAB II DASAR TEORI. searah. Energi mekanik dipergunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar

PENGARUH PENGATURAN TAHANAN SHUNT DAN SERI TERHADAP PUTARAN DAN EFISIENSI MOTOR ARUS SEARAH KOMPON

PENGGUNAAN MOTOR INDUKSI SEBAGAI GENERATOR ARUS BOLAK BALIK. Ferdinand Sekeroney * ABSTRAK

BAB I PENDAHULUAN. Pada suatu kondisi tertentu motor harus dapat dihentikan segera. Beberapa

ANALISA PENGARUH BESAR NILAI KAPASITOR EKSITASI TERHADAP KARAKTERISTIK BEBAN NOL DAN BERBEBAN PADA MOTOR INDUKSI SEBAGAI

BAB II MOTOR SINKRON. 2.1 Prinsip Kerja Motor Sinkron

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

PENGARUH KECEPATAN PUTAR PENGGERAK MULA MIKROHIDRO TERHADAP KELUARAN GENERATOR INDUKSI 1 FASE 4 KUTUB ABSTRAKSI

MAKALAH ANALISIS SISTEM KENDALI INDUSTRI Synchronous Motor Derives. Oleh PUSPITA AYU ARMI

Modul Kuliah Dasar-Dasar Kelistrikan 1

SIMULASI KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI ROTOR LILIT SEBAGAI DOUBLY FED INDUCTION GENERATOR MENGGUNAKAN PSIM

UNIVERSITAS INDONESIA

Hubungan Antara Tegangan dan RPM Pada Motor Listrik

1 BAB I PENDAHULUAN. mikrohidro (PLTMh) contohnya yang banyak digunakan di suatu daerah terpencil

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA. Dalam system tenaga listrik, daya merupakan jumlah energy listrik yang

ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA MOTOR SINKRON TIGA FASA. Elfizon. Abstract

BAB II GENERATOR SINKRON TIGA FASA

BAB II MOTOR INDUKSI SATU FASA. Motor induksi adalah adalah motor listrik bolak-balik (ac) yang putaran

Novitasari, et al., Optimalisasi Daya Output Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin...

ANALISIS PERBANDINGAN REGULASI TEGANGAN GENERATOR INDUKSI PENGUATAN SENDIRI TANPA MENGGUNAKAN KAPASITOR KOMPENSASI DAN DENGAN MENGGUNAKAN KAPASITOR

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISA PENGARUH PERUBAHAN BEBAN TERHADAP KARAKTERISTIK GENERTOR SINKRON ( Aplikasi PLTG Pauh Limo Padang )

BAB I PENDAHULUAN Manfaat Penulisan Tugas Akhir

KONTROL DAYA DENGAN VARIASI KECEPATAN PADA DOUBLE-FED INDUCTION GENERATOR

ANALISIS PERBANDINGAN EFEK PEMBEBANAN TERHADAP GGL BALIK DAN EFISIENSI PADA MOTOR DC PENGUATAN KOMPON PANJANG DAN MOTOR INDUKSI

PERANCANGAN MINI GENERATOR TURBIN ANGIN 200 W UNTUK ENERGI ANGIN KECEPATAN RENDAH. Jl Kaliurang km 14,5 Sleman Yogyakarta

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI. memanfaatkan energi kinetik berupa uap guna menghasilkan energi listrik.

BAB II MOTOR INDUKSI SATU PHASA. Motor induksi adalah motor listrik arus bolak-balik (ac) yang putaran

BAB I PENDAHULUAN. Dengan ditemukannya Generator Sinkron atau Alternator, telah memberikan. digunakan yaitu listrik dalam rumah tangga dan industri.

PENGARUH POSISI SIKAT DAN PENAMBAHAN KUTUB BANTU TERHADAP EFISIENSI DAN TORSI MOTOR DC SHUNT

Transkripsi:

Pengaturan Output Induksi dengan Static Synchronous Compensator () pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin Riswan Dinzi 1, Riswanta Sembiring 1, Fahmi Fahmi 1,2 1 Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA 2 Pusat Unggulan Ipteks Energi berkelanjutan dan biomaterial, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA fahmimn@usu.ac.id Abstrak Energi angin merupakan energi terbarukan yang dapat digunakan untuk suplai tambahan kebutuhan energi listrik. Pada wilayah persawahan dan tepi pantai, energi angin memiliki potensi yang besar dalam memberi tambahan suplai daya kebutuhan energi listrik Pemanfaatan energi angin memiliki kendala pada kecepatan angin yang berubah-ubah yang menyebabkan frekuensi dan tegangan output pembangkitan tidak stabil. induksi merupakan salah satu solusi karena tidak harus diputar pada kecepatan tetap. Tulisan ini membahas pengaturan output generator induksi dengan static synchronous compensator pada pembangkit listrik tenaga angin. Melalui pengaturan, diuji output generator induksi berupa tegangan, frekuensi, daya aktif, dan daya reaktif. Metode yang digunakan ialah dengan mengubah jumlah kutub generator induksi dan perubahan kecepatan angin. Pengaturan dilakukan dengan menggunakan software simulasi PSIM. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa mampu mempertahankan keluaran tegangan pada 285 Volt dan frekuensi pada 50 Hz pada kondisi perubahan kecepatan angin dan perubahan jumlah kutub generator induksi. Kata Kunci Static Synchronous Compensator (), energi angin I. PENDAHULUAN Pembangkit Listrik Tenaga Angin memberikan banyak keuntungan seperti bersahabat dengan lingkungan (tidak menghasilkan emisi gas), tersedia dalam banyak variasi rating (mulai dari kw sampai MW), mudah untuk dihubungkan ke grid yang ada, lahan turbinnya dapat digunakan untuk fungsi yang lain (seperti areal sawah, ladang, rumah tempat tinggal), tidak membutuhkan bahan bakar [1]. Permasalahan pada pembangkit tenaga angin ialah kecepatan angin yang tidak tetap (berubah-ubah dan tidak dapat dipastikan setiap saat). Hal ini tidak baik untuk pembangkitan energi listrik karena akan menyebabkan tegangan dan frekueni berubah-ubah juga. induksi merupakan solusi untuk energi terbarukan seperti energi angin karena keuntungan dari generator induksi seperti harganya murah, tidak membutuhkan eksitasi, tidak harus diputar pada kecepatan tetap. Pada tulisan ini, akan dibahas generator induksi masukan ganda dengan bantuan sistem kontrol untuk mengatasi perubahan putaran prime mover (energi angin). Sistem dasar Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang mengkonversi tenaga angin menjadi tenaga mekanik yang kemudian energi mekanik dikonversi menjadi energi listrik dapat dilihat pada Gambar 1. Turbin Angin Gear Box Induksi Gambar 1. Sistem dasar pembangkit listrik tenaga angin Pemodelan turbin angin dijabarkan dalam beberapa karakteristik seperti ukuran turbin, radius kipas, daya nominal, shaft, rugi-rugi dan rasio gearbox. mekanikp M yang dihasilkan oleh turbin angin dirumuskan pada Persamaan 1 dan tip speed ratio pada Persamaan 2. P M = 1 2 ρ airc p (, β)πr 2 V w 3. (1) = ω mr V w.. (2) Dimana ρ air adalah kerapatan udara, πr 2 adalah luas area pemutar turbin, Vw 3 adalah kecepatan angin dan c p (,β) adalah koefisien efisiensi turbin angin yang bergantung pada tip speed ratio ( ) dan sudut bilah/ 179

pitch angle (β), ω m adalah kecepatan sudu turbin angin, R adalah panjang sudu tubin (tubine blade). Terdapat nilai optimal dari tip speed ratio ( opt), yang memampukan penangkapan maksimum dari energi angin. Nilai ini ditemukan dari karakteristik koefisien energi angin c p yaitu f(,β) dan data ini disediakan oleh pembuat turbin. Kurva karakteristik koefisien energi angin c p dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2. Karakteristik turbin angin Karakteristik dari c p bergantung pada desain sudu/ bilah turbin. Oleh karena itu, pengaturan akan c p melalui pengaturan pitch angle (β) terbatas pada kapasitas turbin. dimana hal ini dapat diketahui dengan melakukan eksperimen terhadap turbin yang dibuat oleh suatu produsen. Dari Persamaan (1) menunjukkan bahwa daya yang dihasilkan trubin bergantung pada dua kondisi. Kondisi pertama ialah 0.5 ρ air AV w, dimana hal ini tidak dapat diatur karena kecepatan angin yang fluktuatif. Kondisi kedua ialah c p yaitu f(,β) dapat dimanipulasi dengan pengaturan dan β. Akan tetapi, berdasarkan Persamaan (2) merupakan fungsi dari V w (kecepatan angin) dan ω m R (kecepatan sudu turbin). Oleh karena itu pengontrolan c p dilakukan melalui pengontrolan ω m R dan β [2]. induksi merupakan alat untuk mengkonversi energi mekanik menjadi energi listrik dalam bentuk ggl (gaya gerak listrik) yang menerapkan prinsip motor induksi (induksi elektromagnet). Besarnya ggl yang dihasilkan diberikan dalam Persamaan 3. E = c. n. (3) Dimana N s merupakan kecepatan putar stator, f adalah frekuensi jala-jala, P adalah jumlah kutub. Medan putar stator akan memotong batang konduktor sehingga pada kumparan (medan) timbul tegangan induksi (gaya gerak listrik) diberikan dalam Persamaan 5. E r = 4,44. f 2. N 2. m. (5) Dimana E r merupakan tegangan induksi pada saat berputar, f 2 adalah frekuensi putaran, N 2 ialah jumlah lilitan, m merupakan fluksi yang menginduksi. Karena kumparan merupakan rangkaian tertutup, maka ggl akan menghasilkan arus. Adanya arus dalam medan magnet menimbulkan gaya pada. Bila kopel (torsi) mula yang dihasilkan oleh gaya tersebut pada cukup besar untuk memikul kopel beban, akan berputar searah dengan medan putar stator. Dari penjelasan diatas terlihat bahwa syarat timbulnya tegangan induksi haruslah ada perbedaan kecepatan relatif (slip) antara kecepatan medan putar stator (Ns) dan kecepatan putar (Nr) [3]. Slip dapat dirumuskan pada Persamaan 6. s = N s N r (6) N s Dimana Ns adalah kecepatan putaran stator dan Nr adalah kecepatan putaran. Sebagai catatan bahwa berputar pada kecepatan sinkron pada slip = 0 dan pada keadaan stationary (seimbang /tetap/ belum berjalan) pada slip = 1. Semua motor dalam kecepatan normal/ bekerja dalam keadaan normal, slipnya berada pada kedua limit tersebut. Jika diputar lebih cepat dari stator (slip bernilai negatif) maka arah induksi akan berubah. Induksi akan terjadi dari ke stator sehingga pada stator timbul ggl induksi. Dengan demikian mesin induksi telah berfungsi sebagai generator karena menghasilkan ggl pada statornya. Proses mesin induksi berfungsi sebagai motor atau generator dapat dilihat pada Gambar 3. Torsi Dimana E merupakan ggl yang dihasilkan, c merupakan konstanta, n merupakan kecepatan putar generator, merupakan besarnya fluks magnet yang dihasilkan. Dari perumusan diatas dapat dilihat bahwa putaran generator berpengaruh terhadap ggl yang dihasilkannya. induksi bekerja dengan menerapkan prinsip medan putar pada belitan stator maupun nya. Medan putar menginduksi stator sehingga pada stator timbul ggl induksi. Timbulnya medan putar dilakukan dengan menghubungkan tegangan 3 phasa pada belitan stator. Kecepatan medan putar stator diberikan dalam Persamaan 4. N s = 120f P.. (4) Motor -100 0 1 2 2.0 0-1.2 Gambar 3. Karakteristik mesin induksi Speed Slip 180

induksi masukan ganda adalah generator induksi belitan dimana rangkaian terhubung ke grid melalui device elektronika daya. seperti generator induksi sangkar, dimana nya dihubung singkat, DFIG memiliki terminal pada nya. Rotor diberi masukan variabel frekuensi (ωr), variabel tegangan tiga phasa yang dibangkitkan oleh konverter PWM AC pada akan membangkitkan flux dengan frekuensi ωr selama belum berputar (standing still). Ketika diputar oleh kecepatan ωm medan putar dengan tegangan yang diinjeksikan pada akan memiliki frekuensi ωr + ωm. Ketika kecepatan angin berubah, kecepatan akan berubah ωm dan untuk menghasilkan frekuensi 50 Hz, frekuensi injeksi ke juga harus dirubah[4]. Static Synchronous Compensator adalah sebuah shunt controller yang digunakan untuk meregulasi tegangan dengan membangkitkan/ menyerap daya reaktif[5]. Schematic diagram dari sebuah dapat dilihat pada Gambar 4. Pengaturan daya aktif dan daya reaktif dirumuskan pada Persamaan 7 dan 8. P = V 1V 2 sin θ. (7) X Q = V 1(V 1 V 2 cos θ). (8) X II. METODE DAN BAHAN Penelitian dilakukan menggunakan software PSIM. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 6. MULAI Pemodelan Sistem di Software PSIM Sist em VSC (Voltage Source Converter) Penyimp an energi Pengambilan Data Kecepatan Angin Simulasi Gambar 4. Skematik Analisis hasil simulasi Pada tulisan ini, dilengkapi dengan sistem kontrol daya aktif dan reaktif untuk mengatur output generator induksi. Ketika sistem tegangan turun, membangkitkan daya reaktif ( kapasitif). Ketika sistem tegangan naik, menyerap daya reaktif ( induktif). Variasi dari daya reaktif dilakukan oleh VSC (Voltage Source Converter) yang terhubung ke sekunder trafo. VSC menggunakan devais elektronika daya untuk mengatur tegangan V2 dari sumber tegangan DC.Pada operasi kondisi steady state, tegangan V2 yang dibangkitkan VSC adalah pada fasa yang sama dengan V1 (beda fasa = 0), agar hanya daya reaktif yang mengalir (P=0). Jika V2 lebih rendah dari V1, Q mengalir dari V1 ke V2 ( menyerap daya reaktif). Sebaliknya, apabila V2 lebih tinggi dari V1, Q mengalir dari V2 ke V1 ( menghasilkan daya reaktif [5]. Prinsip kerja dijelaskan oleh Gambar 5 menunjukkan transfer daya aktif dan reaktif antara sumber V1 dan sumber V2 Power System (V1) Transfer P dan Q Induktor Gambar 5. Prinsip Kerja VSC Voltage Source Converter (V2) Penarikan Kesimpulan dan Saran SELESAI Gambar 6. Diagram alir penelitian Pemodelan sistem meliputi pemodelan turbin angin, generator induksi, sistem kontrol, sistem kontrol grid,, Grid Side Converter, sistem grid, VSC (Voltage Source Converter). Data Kecepatan angin yang diambil ialah data kecepatan angin dari wilayah tuntungan berdasarkan pada data dari BMKG (Badan Meteorologi dan Geofisika). Simulasi yang dilakukan meliputi simulasi perubahan kutub dan simulasi perubahan kecepatan angin. Simulasi perubahan kutub dilakukan dengan mengubah parameter jumlah kutub tetapi parameter mesin yang lain tetap sama menyebabkan kecepatan generator berubah walaupun kecepatan angin tetap. Simulasi perubahan kecepatan angin dilakukan pada jumlah kutub yang tetap. Tujuan dari kedua simulasi itu ialah untuk menghasilkan perubahan putaran generator dan kemudian dapat diamati output generator.skematik total sistem dapat dilihat pada Gambar 7. 181

P dan Q referensi Arus Grid (sensor arus) grid (Sensor ) Prime Mover (Turbin Angin) Bandi ngkan Perhitungan P ( Aktid) dan Q ( Reaktif Gear Box Induksi Masukan Ganda ( lilit) Transformasi αβ ke dq Pengaturan sudut berdasarkan speed Arus (sensor arus) Arus (sensor arus) Bandingkan Iαβ antara grid dan, α representasi dari P, β representasi dari Q Transformasi abc ke αβ PWM Transformasi αβ ke abc Vdc Grid Side Converter PWM Sistem Kontrol Grid (Grid Control) CONTROL Arus output stator (sensor arus) grid (Sensor ) Gambar 7. Skematik total sistem pengaturan Arus Grid (sensor arus) SISTEM GRID Analisis Gambar 7 dapat dilihat pada diagram alir Gambar 8. MULAI Input arus grid, tegangan output stator Hitung daya aktif dan daya reaktif TABEL I SAMPEL DATA HASIL SIMULASI PERUBAHAN KUTUB MESIN INDUKSI Jumlah Kutub (n) Aktif /P (kw) Reakti f/q (kvar) Teganga n 1θ (Volt) Putaran /Nr (rpm) n = 4 1,07-3,68 285,89 1.848 n = 6 6,14-2,85 285,68 1.329 n = 8 5,68-2,89 284,72 1.013 n = 12 2,86-3,75 287,45 635 n = 2-1,69-4,15 287,45 2.369 TABEL II SAMPEL DATA HASIL SIMULASI PERUBAHAN KECEPATAN ANGIN Kecep atan Angin (m/s) Aktif /P (kw) Reaktif/ Q (kvar) Teganga n 1θ (Volt) Putaran /Nr (rpm) 10 2,47-3,02 286,55 740 12 6,14-2,85 285,68 1.329 16 16,65-3,06 286,23 1.084 20 31,03-4,07 286,23 1.160 4-2,75-1,38 286,23 648,6 Bandingkan dengan daya referensi Hasil perbandingan menjadi masukan untuk transformasi αβ ke dq Frekuensi dihitung berdasarkan pada kecepatan putaran berdasarkan persamaan 4. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4. Bandingkan dengan arus yang sudah ditransformasi ke αβ TABEL III HASIL PERHITUNGAN FREKUENSI ROTOR UNTUK SIMULASI PERUBAHAN KUTUB menghasilkan error Iα stator > Iα Iα stator < Iα Iβ stator > Iβ Injeksi arus aktif ke menarik arus aktif dari Injeksi arus reaktif ke menarik daya aktif dari grid menarik daya aktif dari membangkitkan daya reaktif Jumlah Kecepatan putar Frekuensi Kutub n r (rpm) (Hz) 4 1848 61,6 6 1329 66,45 8 1012 67,46 12 635 63,5 2 2369 39,4 SELESAI Iβ stator < Iβ menarik arus reaktif dari Gambar 8. Diagram alir sistem pengaturan menyerap daya reaktif Parameter yang diamati ialah frekuensi output atau frekuensi stator, daya aktif, daya reaktif dan kecepatan putar generator atao kecepatan. Parameter yang diatur ialah jumlah kutub mesin induksi dan kecepatan angin. III. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil simulasi diperoleh sampel data parameter yang diamati pada Tabel 1 dan Tabel 2. TABEL IV HASIL PERHITNUGAN FREKUENSI ROTOR UNTUK SIMULASI PERUBAHAN KECEPATAN ANGIN Kecepatan Kecepatan putar Frekuensi Angin(m/s) n r (rpm) (Hz) 10 740 37 12 1329 66,45 16 1084 54,2 20 1160 58 4 684,6 34,23 Untuk mendapatkan frekuensi output atau frekuensi stator yang dihasilkan, grafik frekuensi stator yang terbentuk pada Gambar 9 dibandingkan dengan grafik frekuensi sebuah sumber dengan tegangan 220 Volt, 50 Hz pada Gambar 10 pada setiap periode waktu. 182

16 220 286,23 30,10 20 220 286,23 30,65 4 220 286,23 30,65 Gambar 9. Grafik gelombang tegangan hasil simulasi Gambar 10. Grafik gelombang sumber tegangan 220 V 50 Hz Banyaknya gelombang yang terbentuk untuk setiap selang waktu adalah 10 gelombang. Pada gambar simulasi tegangan jumlah kutub n = 2, 4, 6, 8, 12 pada rentang 0,2s-0,4s, 0,4s-0,6s, 0,6s-0,8s (kondisi steady state) gelombang tegangan yang terbentuk berjumlah 10. Dengan demikian frekuensi output generator induksi adalah sama dengan frekuensi sistem grid. Berdasarkan simulasi, tegangan yang terbentuk pada setiap perubahan kutub mengalami perubahan yang kecil. yang dihasilkan diambil dari data kotak dialog pengukuran nilai rata-rata output tegangan pada setiap simulasi. Berdasarkan simulasi, nilai tegangan yang dihasilkan untuk tegangan 1 phasa ialah berada pada kisaran 285-286,55 Volt. Untuk tegangan tiga phasa cukup dengan mengalikan dengan 3 karena tegangan tiga phasa yang terbentuk ialah tegangan 3 phasa seimbang. Apabila dibandingkan dengan tegangan referensi atau tegangan grid, maka error tegangan yang timbul dapat dilihat pada Tabel 5 dan Tabel 6. TABEL V PERSEN ERROR TEGANGAN SIMULASI PERUBAHAN JUMLAH KUTUB Jumlah Kutub Grid (V) output/ tegangan stator (V) % error tegangan 4 220 285,89 29,95 6 220 285,68 29,85 8 220 284,72 29,45 12 220 287,45 30,65 2 220 287,45 30,65 TABEL VI PERSEN ERROR TEGANGAN SIMULASI PERUBAHAN KECEPATAN ANGIN Kecepat an angin Grid (V) output/ tegangan stator (V) % error tegangan 10 220 286,55 30,25 12 220 285,68 29,85 Dari hasil error, dapat dilihat bahwa pada setiap perubahan kutub perubahan error tegangan hanya sedikit saja berkisar 1% - 1,5%. Hal ini menunjukkan bahwa berusaha mempertahankan tegangan keluaran generator pada besaran yang tetap dengan referensinya adalah tegangan grid. Error tegangan yang timbul diakibatkan oleh harmonisa tegangan yang mengakibatkan penghitungan nilai rataan tidak akurat. Pada jumlah kutub 4, 6, 8, 12 generator mensuplai daya aktif bernilai positif dan daya reaktif bernilai negatif yang berarti generator mensuplai daya aktif dan reaktif. aktif paling besar yang disuplai yakni saat jumlah kutub 6 dan 8 yakni sebesar 6,14 kw. Berdasarkan simulasi perubahan jumlah kutub dan perubahan kecepatan angin, respon terhadap perubahan kecepatan prime mover ( speed) adalah sudah baik. Hal ini dapat dilihat dari tegangan dan daya ouput yang dihasilkan. Berdasarkan tegangan, dapat dianalisis bahwa ketika terjadi perubahan kecepatan prime mover ( speed), tegangan masih tetap pada besaran konstan (285 Volt) dan frekuensi 50 Hz. Dari grafik dayadapat dilihat bahwa ketika terjadi perubahan kecepatan putar generator ( speed), timbul fluktuasi daya, namun setelah 0,4 sekon grafik daya mulai merata pada suatu nilai pada Gambar 8. Gambar 11. Grafik daya aktif (merah) vs daya reaktif (biru) Dengan demikian untuk setiap perubahan kecepatan putar prime mover, merespon dengan mengatur daya aktif dan reaktif yang masuk ke agar tegangan dan frekuensi keluaran dari generator stabil pada nilai yang sesuai dengan sistem grid (220V, 50 Hz). Namun pada simulasi ini, masih terdapat error tegangan yang besar, dapat dilihat dari analisis tegangan. IV. KESIMPULAN Hasil pengaturan menunjukkan bahwa pada perubahan kecepatan prime mover (kecepatan angin), tegangan dan frekuensi dijaga konstan yakni 285 V, 50 Hz. melakukan pengaturan terhadap daya aktif dan daya reaktif generator induksi pada untuk menjaga tegangan dan frekuensi output generator konstan dan untuk daya aktif dan reaktif 183

yang dihasilkan, diatur oleh sampai pada nilai yang tetap (konstan). sesuai digunakan pada pembangkitan tenaga angin terlihat dari respon terhadap perubahan kecepatan angin dengan melakukan pengaturan pada generator induksi untuk disesuaikan dengan kecepatan angin untuk menghasilkan tegangan danfrekuensi yang tetap. DAFTAR PUSTAKA [1]. Hammons, T.J. 2009. Renewable Energy. In-tech: India [2]. zdani Amirnaser, Iravani Reza. 2010.Voltage Sourced Converters in Power Systems Modelling, Control, and applications. John Wiley and Sons, Inc: USA [3]. Wijaya, Mochtar. 2001. Dasar Dasar Mesin Listrik. Djambatan: Jakarta [4]. Lingling Fan, Subbaraya Yuvarajam, Modelling and Control of A Doubly Fed Induction Wind Turbine, North Dakota State University, Fargo, ND 58105 [5]. Pradeep Kumar, Niranjan Kumar, A.K.Akella, Dinamyc Performance of on the Induction based Wind Farm, Department of Electrical Engineering, National Institute of Technology Jamshedpur, Jharkhand 8831014, India 184