Analisis dan Simulasi Pengaturan Tegangan generator Induksi Berpenguatan Sendiri Menggunakan Static Synchronous Compensator (STATCOM)

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Energi listrik sekarang sudah menjadi kebutuhan utama setiap orang.
Tetapi belum semua orang bisa menikmati listrik. Beberapa daerah terpencil
bahkan belum tersentuh oleh listrik. Untuk mengatasi permasalahan tersebut
dibangun pembangkit-pembangkit listrik berdaya kecil yang dapat memenuhi
kebutuhan listrik tersebut. Pembangkit listrik ini menggunakan potensi alam yang
ada di daerah tersebut. Biasanya dibangun pembangkit energi listrik terbarukan
seperti pembangkit listrik tenaga angin dan pembangkit listrik tenaga mikrohidro.
Pembangkit-pembangkit

tersebut

menggunakan

generator

induksi

untuk

membangkitkan energi listrik.
Generator induksi digunakan karena memiliki beberapa kelebihan yaitu
biaya yang murah, perawatannya yang mudah dan mudah untuk mendapatkannya.
Selain itu generator induksi dapat digunakan pada kecepatan yang rendah dan
perubahan kecepatan yang tidak tentu. Pada keadaan dimana generator induksi
harus melayani beban pada daerah yang terisolir, maka generator induksi harus
dapat memenuhi kebutuhan daya reaktif yang diperlukannya. Oleh karena itu jenis
generator induksi yang digunakan ialah generator induksi berpenguatan sendiri
(self excited induction generator (SEIG)).
Digunakannya generator induksi pada pembangkit energi listrik terbarukan
seperti pembangkit listrik tenaga angin, maka penggerak mula atau turbin berputar
sesuai dengan perubahan kecepatan angin. Kecepatan putar turbin yang berubahubah ini mengakibatkan tegangan yang generator induksi juga berubah-ubah.
Perubahan beban yang bervariasi juga berdampak pada perubahan tegangan yang
dibangkitkan. Hal itu mengakibatkan kualitas energi listrik yang dihasilkan
menjadi buruk.
1.2. Perumusan Masalah
Generator induksi membangkitkan tegangan yang tidak stabil, sementara
itu generator induksi harus melayani beban dengan tegangan yang tetap. Untuk itu
1

Universitas Sumatera Utara

harus dilakukan pengaturan tegangan supaya kualitas listriknya menjadi lebih
baik. Ada beberapa metode untuk melakukan pengaturan tegangan pada generator
induksi,

salah

satunya

menggunakan

static

synchronous

compensator

(STATCOM).
STATCOM memiliki kemampuan untuk mengatur regulasi tegangan

dengan cara membangkitkan dan atau menyerap daya reaktif. Apabila tegangan
lebih rendah daripada tegangan nominal sistem maka STATCOM akan
membangkitkan daya reaktif, pada keadaan ini maka STATCOM bersifat
kapasitif. Apabila tegangan lebih tinggi daripada tegangan nominal sistem maka
STATCOM akan menyerap daya reaktif, pada keadaan ini maka STATCOM
bersifat induktif.
1.3. Tujuan dan Manfaat Penulisan
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini ialah untuk menganalisis dan
mengetahui pengaruh penggunaan static synchronous compensator (STATCOM)
untuk mengatur tegangan generator induksi yang beroperasi pada kecepatan yang
berubah-ubah.
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini ialah untuk dapat memperbaiki
kualitas listrik yang dihasilkan oleh generator induksi.
1.4. Batasan Masalah
Agar pembahasan tugas akhir ini mendapatkan hasil yang maksimal serta
terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan di atas, maka penulis perlu
membatasi permasalahan yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam
Tugas Akhir ini adalah :
1. Data parameter mesin induksi dan STATCOM diambil dari dari jurnal

IEEE yang berjudul voltage and frequency control of parallel operated
synchronous generator and induction generator with STATCOM in
microhydro scheme
2. Beban yang digunakan ialah beban resistif dan besarnya tetap
3. Pengukuran arus, tegangan, dan daya dilakukan pada kondisi ideal
4. Pengukuran dan analisa rugi-rugi harmonik tidak dilakukan

2
Universitas Sumatera Utara

5. Perubahan frekuensi akibat pengaruh pengaturan tegangan generator

induksi tidak dibahas
6. Simulasi yang digunakan menggunakan blok model dari perangkat lunak

1.5. Metode Penulisan
Adapun metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan penelitian ini
diantaranya adalah:
1. Studi lapangan, yaitu pengambilan data spesifikasi dan data parameter
mesin induksi yang akan disimulasi.

2. Studi literatur, yaitu buku referensi, jurnal, artikel dari internet, dan bahan
kuliah yang berhubungan dengan penelitian ini.
3. Metode diskusi, yaitu berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing,
asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro
dan teman-teman sesama mahasiswa mengenai masalah-masalah yang
timbul selama penulisan tugas askhir ini berlangsung
4. Perancangan atau simulasi sistem dengan menggunakan program simulink
yang terdapat pada perangkat lunak MATLAB
5. Pengujian program simulasi
6. Menganalisa hasil perhitungan serta hasil simulasi
7. Membuat kesimpulan dari hasil analisa yang telah dilakukan

1.6. Sistematika Penulisan
BAB I

: PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metode
penulisan dan sistematika penulisan

BAB II

: TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori umum dan prinsip kerja generator induksi
berpenguatan sendiri, penentuan kapasitansi kapasitor eksitasi,
dan teori umum dan prinsip kerja STATCOM

3
Universitas Sumatera Utara

BAB III

: PEMODELAN DAN SIMULASI SISTEM
Bab ini berisi perancangan rangkaian generator induksi
berpenguatan sendiri dengan pengatur tegangan STATCOM
dengan perangkat lunak MATLAB dan melakukan simulasi
percobaan

BAB IV

: ANALISIS HASIL SIMULASI
Bab ini berisi analisa dari hasil simulasi yang telah dilakukan dan
membandingkan hasil simulasi yang diperoleh dengan teori

BAB V

: PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan yang diperoleh dari hasil simulasi dan
dari analisa data yang telah dilakukan

4
Universitas Sumatera Utara