56
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
V.1 Sampel Hasil Simulasi Perubahan Jumlah Kutub
Tabel 5.1 Sampel data hasil simulasi perubahan jumlah kutub
Jumlah Kutub n
Daya Aktif P kW
Daya ReaktifQ
kVar Tegangan
1 Volt
Putaran Generator
Nr
n = 4 1,07
-3,68 285,89
1.848 rpm n = 6
6,14 -2,85
285,68 1.329 rpm
n = 8 5,68
-2,89 284,72
1.013 rpm n = 12
2,86 -3,75
287,45 635 rpm
n = 2 -1,69
-4,15 287,45
2.369 rpm
V.2 Analisis Hasil Simulasi Perubahan Jumlah Kutub V.2.1 Analisis Frekuensi
• Frekuensi Rotor
Frekuensi rotor dihitung berdasarkan pada kecepatan putaran rotor berdasarkan persamaan 2.4 :
= .
120 -
p = 4, = 1848
= 1848 4
120 = 61,6 -
p = 6, = 1329
= 1329 6
120 = 66,45 -
p = 8, = 1012
= 1012 8
120 = 67,46
Universitas Sumatera Utara
57
- p = 12,
= 635 =
635 12 120 = 63,5
- p = 2,
= 2369 =
2369 2 120 = 39,4
• Frekuensi Stat
Grafik frekuensi sebuah sumber denga
sebuah sumber dengan t
Gambar 5.1
Banyaknya gelom gelombang. Pada gam
rentang 0,2s-0,4s, 0,4s yang terbentuk berjum
induksi adalah sama de •
Dari hasil pe dihasilkan oleh
frekuensi rotor •
Pada jumlah kut yang berarti k
menyebabkan
57
635 =
635 12 120 = 63,5
2369 =
2369 2 120 = 39,4
tator nsi rotor yang terbentuk dibandingkan dengan
gan tegangan 220 Volt, 50 Hz. Berikut ini gam gan tegangan 220 Volt, 50 Hz:
ar 5.1 Grafik tegangan sebuah sumber 220 V, 50 H
gelombang yang terbentuk untuk setiap selang w ambar simulasi tegangan jumlah kutub n = 2,
0,4s-0,6s, 0,6s-0,8s kondisi steady state gelom berjumlah 10. Dengan demikian frekuensi out
a dengan frekuensi sistem grid. perhitungan diatas dapat dilihat bahwa
oleh generator frekuensi stator stabil pada besa otor yang berubah-ubah
h kutub p = 2, frekuensi rotor lebih kecil dari ti kecepatan medan putar stator lebih besar
bkan generator berubah menjadi motor
57
= 635 12
120 = 63,5
= 2369 2
120 = 39,4
ngan grafik frekuensi gambar dari grafik
, 50 Hz ng waktu adalah 10
2, 4, 6, 8, 12 pada lombang tegangan
output generator
frekuensi yang besaran 50 Hz pada
ri frekuensi stator r dari rotor yang
Universitas Sumatera Utara
58
V.2.2 Analisis Tegangan
Berdasarkan simulasi, tegangan yang terbentuk pada setiap perubahan kutub mengalami perubahan yang kecil. Tegangan 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 ialah: =
− 100
= 4, =
285,89 − 220 220
100 = 29,95
= 6, =
285,68 − 220 220
100 = 29,85
= 8, =
284,72 − 220 220
100 = 29,45
= 12, =
287,45 − 220 220
100 = 30,65
= 2, =
287,45 − 220 220
100 = 30,65 Dari hasil error, dapat dilihat bahwa pada setiap perubahan kutub perubahan error
tegangan hanya sedikit saja berkisar 1 - 1,5. Hal ini menunjukkan bahwa STATCOM 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. Berikut ini gambar harmonisa yang terbentuk apabila diamati melalui osiloskop dari PSIM:
Universitas Sumatera Utara
59
Universitas Sumatera Utara
60
dikatakan bahwa kecepatan putar 12 ms untuk generator jumlah kutub n = 2, belum mampu mensupai daya.
Dari grafik daya aktif dan reaktif, dapat kita lihat bahwa pada jumlah kutub 4, 6, 8, 12, 2 pada rentang waktu 0 sekon sampai 0,2 sekon dan 0,2 sekon sampai
0,4 sekon memiliki fluktuatif yang besar. Ketika sudah diatas 0,4 sekon, daya yang dihasilkan sudah normal, terlihat dari grafik yang mulai merata. Adapun
fluktuatif grafik daya disebabkan oleh pengaturan tegangan dan frekuensi keluaran generator agar berada pada nilai yang tetap yang sesuai dengan tegangan
dan frekuensi grid yakni 220 V untuk tegangan dan 50 Hz untuk frekuensi yang dilakukan oleh STATCOM. STATCOM mengatur daya aktif dan reaktif agar
tegangan dan frekuensi yang dihasilkan tetap konstan sesuai dengan sistem grid.
V.3 Sampel Hasil Simulasi Perubahan Kecepatan Angin
Pada simulasi perubahan kecepatan angin, jumlah kutub mesin tidak diubah- ubah lagi. Pada analisis ini dipilih jumlah kutub n = 6. Untuk kecepatan angin,
diambil beberapa sampel kecepatan angin dari data kecepatan angin Tabel 5.2 Sampel data hasil simulasi perubahan kecepatan angin
Kecepatan Angin
ms Daya Aktif
P kW Daya
ReaktifQ kVar
Tegangan 1
Volt Putaran
Generator Nr
10 2,47
-3,02 286,55
740 rpm 12
6,14 -2,85
285,68 1.329 rpm
16 16,65
-3,06 286,23
1.084 rpm 20
31,03 -4,07
286,23 1.160 rpm
4 -2,75
-1,38 286,23
648,6 rpm
V.3.1 Analisis Frekuensi
• Frekuensi rotor
= .
120 -
= 10 = 740
= 740 6
120 = 37
Universitas Sumatera Utara
61
- = 12
= 1329 =
1329 6 120 = 66,45
- = 16
= 1084 =
1084 6 120 = 54,2
- = 20
= 1160 =
1160 6 120 = 58
- = 4
= 684,6 =
684,6 6 120 = 34,23
• Frekuensi stator
Untuk pembahasan frekuensi stator adalah sama dengan pembahasan pada analisis frekuensi stator pada simulasi perubahan kutub. Hal ini diakibatkan gelombang
tegangan yang terbentuk adalah sama. Maka dapat dikatakan bahwa frekuensi stator juga bernilai 50 Hz.
V.3.2 Analisis Tegangan
Berdasarkan simulasi, tegangan yang terbentuk pada setiap perubahan kecepatan angin mengalami perubahan yang kecil. Tegangan 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 285,5 - 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 ialah: =
− 100
Universitas Sumatera Utara
62
= 10 , =
286,55 − 220 220
100 = 30,25
= 12 , =
285,68 − 220 220
100 = 29,85
= 16 , =
286,23 − 220 220
100 = 30,10
= 20 , =
286,23 − 220 220
100 = 30,65
= 4 , =
286,23 − 220 220
100 = 30,65
Dari hasil error, dapat dilihat bahwa pada setiap perubahan kutub perubahan error tegangan hanya sedikit saja berkisar 1 - 1,5. Hal ini menunjukkan bahwa
STATCOM berusaha mempertahankan tegangan keluaran generator pada besaran yang tetap dengan referensinya adalah tegangan grid.
V.3.3 Analisis Daya Aktif dan Daya Reaktif
Pada kecepatan angin 10ms, 12ms, 16ms, 20ms generator mensuplai daya aktif bernilai positif dan daya reaktif bernilai negatif yang berarti generator
mensuplai daya aktif dan reaktif. Daya aktif paling besar yang disuplai yakni saat kecepatan angin 20 ms yakni 20 kW. Semakin tinggi kecepatan angin, semakin
besar daya yang dihasilkan Pada kondisi sebelum steady state dibawah 0,1 sekon, dapat dilihat bahwa ada kondisi dimana daya aktif bernilai negatif dan daya
reaktif bernilai positif. Hal ini merupakan suatu kondisi dimana generator pada starting menyerap daya dari grid atau dengan kata lain dijalankan sebagai motor
induksi. Pada kecepatan angin 4 ms terlihat bahwa daya aktif yang dihasilkan bernilai minus dibawa nol pada rentang waktu steady state. Kecepatan putar rotor
yakni 648,6 rpm. Hal ini menunjukkan bahwa generator harus diputar lebih cepat untuk dapat menghasilkan daya bukan sebaliknya mengkonsumsi daya dari grid.
Dari grafik daya aktif dan reaktif, dapat kita lihat bahwa pada kecepatan angin 10 ms, 12 ms, 16 ms, pada rentang waktu 0 sekon sampai 0,4 sekon,
grafik tidak merata, berfluktuatif besar. Untuk kecepatan angin 20 ms pada
Universitas Sumatera Utara
63
rentang waktu 0 sekon sampai 0,2 sekon, grafik tidak merata dan berfluktuatif besar. Setelah diatas 0,4 sekon, grafik daya aktif dan reaktif mulai merata.
Adapun fluktuatif grafik daya disebabkan oleh pengaturan tegangan dan frekuensi keluaran generator agar berada pada nilai yang tetap yang sesuai dengan tegangan
dan frekuensi grid yakni 220 V, 50 Hz yang dilakukan oleh STATCOM. STATCOM mengatur daya aktif dan reaktif agar tegangan dan frekuensi yang
dihasilkan tetap konstan sesuai dengan sistem grid
V.4 Analisis Kinerja STATCOM Terhadap Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Berdasarkan simulasi perubahan jumlah kutub dan perubahan kecepatan angin, respon STATCOM terhadap perubahan kecepatan prime mover rotor
speed adalah sudah baik. Hal ini dapat dilihat dari grafik tegangan dan grafik daya. Berdasarkan grafik tegangan, dapat dianalisis bahwa ketika terjadi
perubahan kecepatan prime mover rotor speed, tegangan masih tetap pada besaran konstan 285 Volt dan frekuensi 50 Hz. Dari grafik daya, dapat dilihat
bahwa ketika terjadi perubahan kecepatan putar generator rotor speed, timbul fluktuasi daya, namun setelah 0,4 sekon grafik daya mulai merata pada suatu nilai.
Dengan demikian untuk setiap perubahan kecepatan putar prime mover, STATCOM merespon dengan mengatur daya aktif dan reaktif yang masuk ke
rotor 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.
Universitas Sumatera Utara
64
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
VI.1 KESIMPULAN •
Dari penelitian diperoleh bahwa pada perubahan kecepatan prime mover kecepatan angin, tegangan dan frekuensi dijaga konstan yakni 285 V, 50
Hz •
Dari penelitian diperoleh bahwa STATCOM melakukan pengaturan terhadap daya aktif dan daya reaktif generator induksi pada rotor untuk
menjaga tegangan dan frekuensi output generator konstan dan untuk daya aktif dan reaktif yang dihasilkan, diatur oleh STATCOM sampai pada nilai
yang tetap konstan •
STATCOM sesuai digunakan pada pembangkitan tenaga angin terlihat dari respon STATCOM terhadap perubahan kecepatan angin dengan
melakukan pengaturan pada rotor generator induksi untuk disesuaikan dengan kecepatan angin untuk menghasilkan tegangan danfrekuensi yang
tetap
VI.2 SARAN •
Kategori