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

BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang

Pembangkit Listrik Tenaga Angin merupakan solusi baru pembangkit
listrik alternative. Indonesia merupakan negara yang memiliki daerah pertanian
yang luas yang memiliki potensi hembusan angin yang besar karena tidak ada
halangan berupa pohon maupun bangunan. Selain itu Indonesia juga memiliki
wilayah pantai yang banyak yang memiliki potensi angin yang besar untuk
membangkitkan tenaga listrik. Untuk wilayah pedalaman yang belum terjangkau
oleh jaringan listrik dan sulit dijangkau oleh jaringan listrik bahkan puluhan
tahun kemudian belum dijangkau oleh jaringan listrik (daerah terisolir), tenaga
angin merupakan salah satu solusi untuk menjadikan pembangkit dan jaringan
tersendiri di wilayah tersebut. Pembangkit Listrik Tenaga Angin juga dapat
dihubungkan ke grid (jaringan listrik PLN) untuk memasok daya aktif ke grid
dan menyerap sebagian daya reaktif grid. Tenaga mikrohidro, biomassa dan
energy matahari dapat juga dijadikan solusi lainnya. Sistem kelistrikan yang
akan dikembangkan di daerah terisolir jaringan listrik diharapkan juga memiliki
kualitas, kehandalan, ekonomis dan manajemen yang baik. Jika dilakukan
dengan pembangkit listrik dengan bahan bakar, maka biaya yang diperlukan juga
tidak sedikit. Di samping itu untuk bahan bakar minyak, batubara dan gas,

merupakan bahan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Suatu saat
jumlahnya akan habis. Diperlukan juga transportasi untuk mengangkut bahan
bakar.
Permasalahan pada turbin angin yakni kecepatan angin yang berfluktuatif.
Untuk hal ini telah dilakukan penelitian berupa pengaturan pitch angle (β ) yakni
pengaturan sudut bilah turbin. Melalui persamaan daya yang dihasilkan turbin,
pengaturan ini dapat mengatur daya yang dihasilkan turbin melalui karakteristik
koefisien energi angin (Cp). Untuk lebih memaksimalkan

daya yang

dibangkitkan turbin angin maka dilakukan pengaturan output generatornya.

1
Universitas Sumatera Utara

Dengan pengaturan ini, nilai Cp dibuat setinggi mungkin, dan daya yang
dihasilkan turbin sebesar mungkin untuk disuplai ke grid. Pengaturan output
pembangkit ke grid dilakukan di generator induksi. Dengan demikian pengaturan
pitch angle (β ) difungsikan untuk menghasilkan nilai Cp yang sebesar-besarnya

sehingga energi angin dimanfaatkan seefektif mungkin.
Pengaturan output generator induksi pada tugas akhir ini dilakukan untuk
daya aktif dan daya reaktif yang dihasilkan generator induksi. Generator induksi
pada pengoperasiannya, tidak dapat menghasilkan daya reaktif. Static
Synchronous Compensator pada tugas akhir ini berfungsi sebagai pengatur dan
penyuplai daya reaktif ke generator induksi. Melalui STATCOM, generator
menngambil daya reaktif dari grid dan menyuplai daya reaktif ke grid.
Generator induksi merupakan solusi pada Pembangkit Listrik Tenaga
Angin karena harganya murah, biaya perawatan murah, konstruksi sederhana,
tanpa eksitasi DC dan tidak harus diputar pada kecepatan tetap. Hal ini sangat
cocok untuk kecepatan angin yang berfluktuatif karena generator tidak harus
diputar padaa kecepatan tetap. Adanya slip pada prinsip kerja generator
menyebabkan putaran di stator dapat diatur. Generator induksi yang digunakan
pada penulisan tugas akhir ini ialah mesin induksi rotor belitan yang difungsikan
sebagai generator induksi.
I.2 Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah:
1. Bagaimana pengaruh STATCOM terhadap kondisi tegangan dan frekuensi
output generator induksi dalam kondisi terhubung ke grid ketika terjadi
perubahan putaran (fluktuatif prime mover)

2. Bagaimana pengaruh pengaturan static synchronous compensator terhadap
kondisi daya katif dan daya reaktif output generator induksi saat
dihubungkan ke grid dalam kondisi perubahan putaran (fluktuatif prime
mover)
3. Bagaimana

pengaruh

pengaturan

static

compensator

terhadap

pembangkitan listrik tenaga angin

2
Universitas Sumatera Utara

I.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh penggunaan STATCOM terhadap tegangan dan
frekuensi output yang dihasilkan generator dalam kondisi terhubung ke
sistem grid dan kondisi perubahan putaran prime mover
2. Mengetahui pengaruh penggunaan STATCOM terhadap kondisi daya aktif
dan daya reaktif generator induksi dalam kondisi terhubung ke grid dan
kondisi perubahan putaran prime mover
3. Mengetahui apakah

pengaturan static compensator sesuai untuk

pembangkit listrik tenaga angin.
I.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini ialah:
1. Pengaturan

output

generator

induksi

dengan

static

compensator

(STATCOM) dilakukan dengan software simulasi PSIM
2. Switching device untuk pengaturan dengan static compensator dilakukan
dengan system Pulse Width Modulation (PWM)
3. Generator induksi yang digunakan ialah generator induksi rotor lilit
4. Pembahasan STATCOM dan sistem kontrol hanya pada alur kerjanya/
sistem kerjanya, tidak membahas lebih dalam ke perhitungannya
5. Pembangkit Listrik Tenaga Angin pada tugas akhir ini merupakan
Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang terhubung ke sistem Grid
6. Pembahasan harmonisa hanya sampai tahap bentuk sinyal gelombang yang
dihasilkan.

I.5 Manfaat
Dari penulisan tugas akhir ini, diharapkan dapat diketahui suatu cara untuk
mengkonversi energi angin menjadi energi listrik secara simulasi dan metode
untuk memfungsikan mesin induksi sebagai generator induksi secara simulasi.
Hasil

penelitian

diharapkan

menjadi

pertimbangan

dalam

perencanaan

pembangunan pembangkit listrik tenaga angin.
3

Universitas Sumatera Utara