BAB 1 PENDAHULUAN
1.5 Kontribusi
Kontribusi yang diharapkan dari hasil penelitian tesis adalah dapat memodelkan sistem photovoltaic terhubung grid dengan kemampuan pengaturan arus secara close-loop dan dilengkapi dengan metode deteksi islanding.
3 1.6 Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan pada penelitian ini antara lain : 1. Studi Literatur dan pengumpulan data
Studi literatur mencakup studi untuk teori photovoltaic, topologi inverter beserta teknik switchingnya, dan teknik pengaturan arus/daya inverter. Selain itu juga dilakukan studi algoritma deteksi dengan menggunakan transformasi wavelet secara diskrit.
2. Pemodelan Sistem
Model sistem keseluruhan terdiri dari photovoltaic, current source inverter, beban, dan grid. Algoritma deteksi islanding dirancang sedemikian rupa sehingga dapat mengenali kondisi sistem (normal atau islanding).
3. Simulasi
Simulasi dilakukan dengan berbagai tipe beban (resistif, induktif, kapasitif) pada kondisi islanding agar didapatkan fenomena islanding. Selain itu dilakukan skema perubahan daya output inverter dan penambahan atau pelepasan beban untuk melihat perubahan tegangan yang telah ditransformasi.
4. Analisa
Hasil simulasi yang berupa koefisien detail dari transformasi tegangan diamati dan kemudian dilakukan penentuan nilai threshold untuk membedakan kondisi islanding dengan kondisi normal. Setelah itu pengujian algoritma deteksi dilakukan masing-masing pada kondisi islanding dan kondisi normal. Jika algoritma deteksi salah mengenali kondisi islanding sebagai kondisi normal dan/atau sebaliknya, maka dilakukan pergeseran nilai threshold agar dapat mengenali kondisi islanding dengan baik.
5. Kesimpulan
Langkah terakhir adalah penarikan kesimpulan berdasarkan data-data yang diperoleh dari hasil simulasi dan analisa.
4
Halaman ini sengaja dikosongkan
5
BAB 2
SISTEM PHOTOVOLTAIC TERHUBUNG GRID DAN DETEKSI ISLANDING
Output dari photovoltaic berupa arus listrik searah, sehingga untuk membuat sistem PV yang dapat terhubung grid maka diperlukan inverter sebagai konverter daya. Pada kondisi grid-fail, kondisi dimana tegangan grid hilang dari sistem interkoneksi PV, beban lokal dan jaringan masih tersuplai daya dari PV. Hal ini memunculkan fenomena islanding dengan tegangan yang muncul bersifat destruktif, yaitu dapat berupa harmonik tinggi, under voltage maupun over voltage.
Dalam mengatasi hal ini maka diperlukan sistem proteksi berupa metode anti-islanding yaitu metode untuk mengenali kondisi grid-fail, di mana outputnya adalah memberi perintah kepada relay yang terhubung PV agar putus dalam rangka memproteksi beban dan inverter.
2.1 Sistem PV Terhubung Grid
Sistem PV terhubung grid dapat dimodelkan dengan PV dan grid sebagai sumber daya, inverter, beban lokal dan jaringan, serta impedansi saluran seperti yang terlihat pada Gambar 2.1, dengan karakteristik komponen penyusunnya akan dijelaskan pada subbab berikutnya.
Local
Gambar 2.1 Sistem PV Terhubung Grid
6 2.1.1 Photovoltaic
Photovoltaic (PV), sering juga disebut sel surya/solar cell, adalah peralatan listrik berbahan material semikonduktor yang dapat mengubah energi foton dari radiasi sinar matahari menjadi energi listrik arus searah. Sel tunggal PV memiliki output tegangan dan arus yang sangat kecil. Pada umumnya modul PV merupakan susunan/array dari beberapa sel PV yang disusun seri dan parallel agar didapatkan tegangan dan arus yang cukup untuk dikonsumsi.Sebuah sel tunggal PV dapat direpresentasikan sebagai rangkaian ekuivalen seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Rangkaian Ekuivalen Photovoltaic
Dimana Iph, Id, dan Ip masing-masing adalah arus yang dihasilkan dari efek photoelectric, arus dioda, dan arus yang melewati resistor Rp. Rs adalah resistansi seri, Rp adalah resistansi paralel, Icell adalah arus output PV, dan Vcell adalah tegangan output PV. Berdasarkan Gambar 2.2, arus output dari sel tunggal PV dapat diformulasikan menjadi dipengaruhi oleh parameter arus short-circuit (Isc), konstanta arus (KI), temperatur (T), dan iradian (G). Arus dioda dan arus paralel masing dapat dihitung menggunakan [4].
7 terhadap temperature dan iradian masing-masing dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Karakteristik Modul PV Kyocera KC200GT [6]
2.1.2 Inverter Satu Fasa
Inverter adalah rangkaian elektronika daya yang berfungsi mengkonversi daya listrik arus searah (DC) menjadi bolak-balik (AC). Sebuah inverter satu fasa membutuhkan 4 buah saklar semikonduktor untuk beroperasi dan sebuah rangkaian 4 pengendali [7]. Ada dua tipe inverter yang paling umum digunakan, yaitu sebagai current source inverter (CSI) dan sebagai voltage source inverter (VSI). VSI adalah model inverter yang disuplai sumber tegangan yang konstan, sedangkan CSI adalah model inverter yang disuplai sumber arus yang konstan. Rangkaian CSI ditunjukkan pada Gambar 2.4.
8
Gambar 2.4 Konfigurasi Current Source Inverter Satu Fasa
Inverter membutuhkan sinyal pensaklaran agar dapat beroperasi. Teknik modulasi yang sering digunakan adalah teknik carrier based, diantaranya sinusoidal pulse width modulation (SPWM), teknik space vector (SV), dan teknik selective harmonic elimmination (SHE). Diantara teknik switching tersebut, SPWM adalah teknik yang paling sederhana yaitu dengan membandingkan sinyal sinusoidal sebagai sinyal modulasi/modulation dengan sinyal segitiga sebagai sinyal pembawa/carrier. Kondisi pensaklaran CSI dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Pensaklaran CSI satu fasa [8]
State Q1 Q2 Q3 Q4 output
State forbidden aalah kondisi terlarang dan harus dihindari dimana semua saklar mati dan tidak ada jalur arus/current path dari sumber arus. Pola pensaklaran ditunjukkan pada Gambar 2.5, dengan sinyal switching untuk Q3 adalah NOT dari Q1 dan sinyal switch Q4 adalah NOT dari sinyal Q2.
9 Gambar 2.5 Pola Pensaklaran SPWM
Selain sinkronisasi fasa, merujuk pada standar IEEE dan IEC sistem PV yang terhubung grid harus memenuhi syarat untuk total harmonic distortion dari arus yang diinjeksikan ke grid kurang dari lima persen (ITHD<5%) [9]. Dalam rangka mencapai kondisi ini diperlukan pemasangan low pass filter (LPF) pada output inverter. Konfigurasi filter yang dapat digunakan pada CSI yaitu C filter, CL filter, dan CLC filter
Gambar 2.6 Tipe Filter CSI
10 2.1.3 Kontrol Operasi On-Grid
Dalam rangka mengatur injeksi daya dari PV ke grid secara independen (pengaturan daya aktif dan reaktif secara terpisah) dibutuhkan suatu metode kontrol operasi. Konrol operasi on-grid dapat berupa voltage control pada VSI maupun current control pada CSI.
j d U
Gambar 2.7 Skema Kontrol Operasi On-Grid
Dari Gambar 2.7 dapat diformulasikan [10]
sin cos
Daya aktif dan reaktif dapat dihitung dengan
cos sin
Pada teknik pensaklaran SPWM, nilai indeks modulasi (rasio gelombang sinus dengan segitiga) proporsional terhadap tegangan yang terbangkit pada VSI dan proporsional terehadap arus yang terbangkit pada CSI. Nilai dari sudut d (selisih antara tegangan/arus PV dengan tegangan grid) dapat diatur pergeserannya dengan memberikan tambahan perubahan nilai sudut yang didapat dari rangkaian Phase Locked Loop (PLL). Pada VSI nilai daya aktif dapat diatur dengan mengganti nilai tegangan E dan sudut d, sedangkan pada CSI dengan mengubah nilai arus inverter (2.6). Nilai daya reaktif dapat diatur dengan mengubah sudut d pada CSI, sedangkan pada VSI dengan mengubah nilai E dan d (2.7).
11 2.2 Kondisi Grid-Fail
Kondisi grid-fail atau sering juga disebut islanding merupakan fenomena hilangnya tegangan grid dari sistem inverter terhubung grid. Photovoltaic sebagai sumber inverter tetap terhubung dan menyalurkan arus ke jaringan sebesar IPVGS
(photovoltaic generation system current). Hal ini menyebabkan muncul harmonik tinggi dari proses pensaklaran inverter serta perubahan tegangan dan arus ke beban sehingga berdampak kerusakan pada peralatan. Sesuai dengan standard IEEE 929-1988 dan IEEE 1547-2003, PV harus berhenti beroperasi di bawah 2 detik terhitung dari kondisi islanding.
Z line Z line
Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Saat Grid-Fail
2.2.1 Fenomena Islanding
Fenomena islanding dapat diklasifikasikan berdasarkan perbedaan nilai daya aktif dan reaktif antara DG dengan beban. Saat daya DG lebih dari daya beban maka akan muncul kondisi tegangan lebih/over voltage. Apabila daya DG kurang dari daya beban maka akan terjadi tegangan turun/under voltage. Kondisi saat daya DG sama dengan daya beban maka akan terjadi kondisi powermatch, dimana tegangan DG akan sama degan tegangan beban sesaat sebelum dan sesudah kondisi islanding. Fenomena islanding pada beban resistif ditunjukkan pada Gambar 2.9, Gambar 2.10, dan Gambar 2.11.
12
arus Tegangan terfaktorisasi 30
islanding
Gambar 2.9 Fenomena Islanding Powermatch
islanding
arus Tegangan terfaktorisasi 30
Gambar 2.10 Fenomena Islanding Overvoltage
islanding
arus Tegangan terfaktorisasi 30
Gambar 2.11 Fenomena Islanding Undervoltage
13 2.2.2 Deteksi Islanding
Teknik dalam mendeteksi islanding dapat diklasifikasikan menjadi local technique dan remote technique. Dimana local technique dapat dikategorikan menjadi tipe aktif, pasif, dan hybrid [1]. Perbedaan utama dari kedua metode ini adalah pada metode pasif hanya mengamati perubahan nilai parameter yang spesifik seperti tegangan, harmonik [11], frekuensi [12], dan dan pergeseran fasa [13]. Sedangkan pada metode aktif memberikan injeksi gangguan pada sistem.
Metode pemrosesan sinyal/signal processing dapat digunakan untuk meningkatkan peforma dari metode passive technique.
Gambar 2.12 Deteksi Islanding
2.2.3 Anti-Islanding Protection
Proteksi anti-islanding dapat menggunakan salah satu atau gabungan dari jenis deteksi islanding pada Gambar 2.12 [2]. Selanjutnya akan dibahas mengenai proteksi islanding dengan teknik sinyal prosesing transformasi wavelet. Teknik ini dapat mentransformasi sinyal periodik maupun nonperiodik pada skala waktu dan frekuensi dengan teknik translasi/shifting dan penskalaan/scaling dengan tujuan membangkitkan sinyal transformasi/daughter wavelet dari sinyal urama/mother wavelet. Hasil sinyal dari transformasi ini dapat di transformasi balik/inverse transformation tanpa kehilangan informasi waktu dan frekuensi sinyal
14
awal. Transformasi wavelet dapat dibedakan menjadi dua kategori yaitu ranah kontinyu/continuous dan diskrit/discrete. Transformasi wavelet secara kontinyu bekerja dengan cara mengkonvolusi fungsi wavelet dengan sinyal utama/mother wavelet pada domain waktu kontinyu. Sedangkan representasi skala waktu dari pemrosesan sinyal digital didapat dengan teknik penyaringan digital/digital filtering technique. Jenis filter yang digunakan pada Discrete Wavelet Transform (DWT) adalah tipe filter Finite Impulse Response (FIR).
Ada beberapa filter yang memberikan hasil yang memuaskan dan filter-filter ini dikelompokkan ke dalam keluarga/families wavelet (Daubichies, Symlets, Coiflets). Hubungan sinyal input dengan output menggunakan filter FIR pada orde N dapat dituliskan pada persamaan di bawah [14],
Dengan y[n] adalah sinyal output, x[n] adalah sinyal input, N adalah orde filter, dan b adalah nilai respon impuls filter. Ada 2 proses pengolahan sinyal dalam DWT yaitu proses analisis/dekomposisi dan proses sintesis/rekonstruksi. Proses dekomposisi dan rekonstruksi dapat dilakukan secara bertingkat hingga level tertentu. Ada 2 jenis filter yang digunakan disetiap level proses dekomposisi atau rekonstruksi yaitu high pass filter (HPF) dan low pass filter (LPF). Filter HPF digunakan untuk menganalisis sinyal frekuensi tinggi dan hasil dari filter ini disebut koefisien detail/Detail coefficient (cD), sedangkan filter LPF digunakan untuk menganalisis sinyal frekuensi rendah dan hasil dari filter ini disebut koefisien approximation/approximation coefficient (cA). Pada umumnya proses subsampling dilakukan setelah proses pemfilteran untuk menjaga dimensi dari koefisien detail dan approximation dengan sinyal asli agar tetap sama. Proses dekomposisi dan rekonstruksi single-level dicrete wavelet ditunjukkan pada Gambar 2.13.
15
Gambar 2.13 Proses Dekomposisi dan Rekonstruksi Single Level Discrete Wavelet
Proses dekomposisi sinyal dapat disusun secara bertingkat/cascade hingga level tertentu (multi level).
Gambar 2.14 Dekomposisi Sinyal Multi Level
Koefisien detail dan approximation dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.8 dengan kombinasi teknik downsampling menjadi
16
2 2
k
k
cD n x k g n k
cA n x k h n k
= −
= −
(2.9)Dengan n adalah urutan data, x adalah sinyal input, g dan h masing-masing adalah koefisien filter HPF dan LPF, k adalah orde filter.
17
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
Bagian ini akan menguraikan mengenai proses penelitian, pemodelan photovoltaic dan inverter current source, fenomena islanding, serta metode dan algoritma deteksi islanding.
3.1 Proses Penelitian
Proses penelitian ini digambarkan dalam sebuah diagram alir sebagai berikut:
Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Penelitian
18 Berikut tahapan dari proses penelitian,
1. Pembuatan desain simulasi sistem photovoltaic dan inverter current source terhubung grid satu fasa pada MATLAB/Simulink.
2. Mengamati tegangan PCC dari hasil simulasi sistem normal dan islanding.
3. Melakukan analisis transformasi tegangan PCC dengan wavelet diskrit.
4. Menentukan titik threshold hingga dapat memisahkan kondisi normal dengan kondisi islanding.
5. Menjalankan simulasi dengan skenario islanding.
6. Merekam dan membuat analisis dari data hasil simulasi.
3.2 Sizing Komponen
Komponen yang digunakan pada penelitian ini berdasarkan spesifikasi komponen PV Kyocera tipe KC200GT. Tabel 3.1 menunjukkan nilai parameter elektris yang didapat dari datasheet modul PV Kyocera tipe KC200GT saat diukur di kondisi tes standar/standard test condition (STC), yaitu pada suhu 250C dan
Pada penelitian ini photovoltaic didesain agar mampu mensuplai daya sebesar 2500W ke grid satu fasa dengan tegangan sisi grid adalah 220Vrms. Apabila inverter diasumsikan memiliki efisiensi 100%, maka keseimbangan daya ideal antara sisi DC dengan sisi AC ditunjukkan pada (3.1)
DC PV PV inv inv
cos
ACP = V I = V I j = P
(3.1)19
Dengan Vinv dan Iinv dalam nilai rms dan faktor daya diasumsikan 1, maka
( )
Dalam rangka mendapatkan arus total 16,07A dan melihat spesifikasi datasheet PV pada Tabel 3.1, maka jumlah modul paralel yang diperlukan sesuai (3.2) adalah
modul
Perhitungan jumlah minimum modul seri yang diperlukan agar memenuhi syarat minimum untuk interkoneksi ke grid sebagai sumber arus adalah
m ss
mp
N V
V (3.3)
Dengan Vm adalah tegangan maksimum grid, 220 2
11,83 12 26, 3
N ss =
Susunan modul seri ditambah hingga 15 buah agar memberikan nilai tegangan yang sedikit lebih tinggi dari tegangan grid untuk memberikan kualitas daya yang lebih baik. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan susunan modul dengan seri 15 dan paralel 2, dihasilkan daya maksimum 5700 watt dengan Vmp=394V dan Imp=14,467.
Dari nilai maksimum point ini plot daerah kerja PV terlihat pada Gambar 3.2.
20
Gambar 3.2 Daerah kerja Photovoltaic Generation System
3.3 Pemodelan Sistem Photovoltaic
Parameter pada keadaan nominal PV didapatkan dari penyesuaian persamaan matematis berdasarkan 3 kondisi yaitu keadaan open circuit, maximum point, dan short circuit [15].
Tabel 3.2 Parameter model yang telah disesuaikan pada keadaan nominal dari PV tipe KC200GT
Rangkaian ekivalen PV dari Gambar 2.2 apabila dibawa ke ranah simulink menjadi seperti gambar Gambar 3.3.
21
Gambar 3.3 Rangkaian ekivalen PV pada Simulink
Dalam mendapatkan model dioda dengan arus yang tersaturasi, maka persamaan arus saturasi dioda dan arus photocurrent PV digabung menjadi satu model sumber arus terkontrol seperti terlihat pada Gambar 3.4.
+
Gambar 3.4 Pendekatan Rangkaian ekivalen PV pada Simulink Dengan (2.1) dan (2.3) menjadi
( )
Sinyal input dari model sumber arus terkontrol dapat dikatakan sebagai selisih antara arus photocurrent Iph dengan arus dioda Id [15].
22
Dari Gambar 3.4 dan (3.4), model akhir dari rangkaian ekivalen PV menjadi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.5
Gambar 3.5 Bentuk Akhir Model PV
Dengan Vt=NskT/q, dimana Vt adalah tegangan termal dioda, Ns adalah jumlah dioda seri dalam satu modul, k adalah konstanta Boltzman (1,3806503×10-23 J/K), T adalah suhu (K), dan q adalah muatan elektron (1,6021764×10-19 C).
Gambar 3.5 memperlihatkan bahwa sinyal sumber arus menggunakan formulasi dengan 4 buah input, yaitu tegangan output (V), arus output (I), arus photocurrent (Iph), dan arus saturasi dioda (I0). Blok sinyal arus photocurrent (Iph) dan arus saturasi dioda (I0) masing-masing dapat disusun berdasarkan Persamaan 2.2 dan Persamaan 2.4, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6 dan Gambar 3.7.
23 Gambar 3.6 Susunan Blok Arus Photocurrent
Gambar 3.7 Susunan Blok Arus Saturasi Dioda
Modifikasi pada (3.1) diperlukan untuk memodelkan modul PV yang tersusun secara seri paralel tanpa harus merangkai model modul dengan connector, dengan Nss adalah jumlah modul seri dan Npp adalah jumlah modul paralel, maka didapat persamaan sebagai berikut [16],
m 0
Dari (3.2) dapat didapat susuna blok persamaan sesuai yang ditunjukkan pada Gambar 3.8.
24 Gambar 3.8 Susunan Block Sumber Arus
3.4 Konfigurasi Current Source Inverter pada Sistem Photovoltaic Terhubung Grid
Gambar 3.9 menunjukkan skema sistem secara keseluruhan, dimana terdapat modul PV, sebuah inverter, 2 buah load yang masing-masing ditempatkan di dekat beban dan di dekat grid, impedansi saluran, grid, serta 2 buah breaker masing-masing untuk membuat skenario islanding dan yang lainnya untuk menerima perintah trip dari algoritma anti islanding.
Gambar 3.9 Blok Sistem Keseluruhan
25
Inverter Current Source satu fasa mempunyai 4 saklar voltage bidirectional switch (VBS), Gambar 3.10, dengan masing-masing VBS direpresentasikan dengan sebuah MOSFET dan sebuah dioda yang dirangkai seri sehingga dapat dioperasikan pada arus konstan dan mempunyai kemampuan blocking arus searah [17], [18].
Topologi switching SPWM adalah dengan membandingkan gelombang sinusoidal sebagai sinyal modulasi dengan gelombang segitiga sebagai sinyal pembawa/carrier, dengan batasan nilai puncak dari modulasi sinyal adalah
Gambar 3.10 Detail Konfigurasi Sistem
3.4.1 Phase Locked Loop
Rangkaian phase locked loop (PLL) dapat digunakan untuk merekam sudut fasa dari tegangan yang terukur di titik PCC, selanjutnya sudut fasa dapat digunakan untuk membangkitkan sinyal sinusoidal, sehingga gelombang sinusoidal yang terbangkit memiliki sudut fasa dan frekuensi yang sama dengan tegangan
26
PCC. Dengan kata lain PLL digunakan sebagai sinkronisasi fasa pada sinyal yang dibangkitkan dengan tegangan jala-jala saat grid masih terhubung. Rangkaian PLL terdiri dari tiga komponen utama yaitu phase detector, controlled oscillator dan low pass filter seperti yang terlihat pada Gambar 3.11. Output dari rangkaian PLL ini adalah nilai sudut fasa (t) dan frekuensi.
Gambar 3.11 Phase Locked Loop
3.4.2 Low Pass Filter
Penelitian ini menggunakan konfigurasi CL filter sebagai low pass filter karena sederhana dan cukup dapat menekan angka harmonik hingga memenuhi standar minimum untuk terhubung grid (THD<5%). Perhitungan nilai kapasitansi memerlukan nilai base seperti ditunjukkan pada (3.7).
1
CB adalah kapasitansi base, ZB adalah impedansi base, fg adalah frekuensi grid, VB
adalah tegangan base, dan PB adalah daya base. Selanjutnya pemilihan nilai kapasitor didapat dengan menggunakan (3.9).
27
C = C
B (3.9)Dengan adalah variasi maksimum dari power factor (pf) [19]. Bila menggunakan nilai =5%, nilai kapasitor dapat yang digunakan adalah
( )
Nilai filter induktor didapat dengan menentukan frekuensi resonan fR. 1
R 2 f
LC
= ; dengan 10fg fR0.5fsw (3.10)
Nilai fR dipilih pada rentang terkecil yaitu 500Hz karena sudah memberikan hasil yang cukup baik. Sehingga didapatkan nilai filter L adalah sebagai berikut
( )
3.4.3 Transformasi Clark-Park
Dalam rangka mendapatkan kuantitas DC dari arus sinusoidal satu fasa diperlukan suatu transformasi dengan menggunakan frame sudut fasa (t) grid yang berjalan terhadap waktu menggunakan transformasi Clark-Park. Kuantitas DC yang didapat selanjutnya digunakan untuk mengontrol arus sumbu d (Id) dan arus sumbu q (Iq). Dengan mengatur kedua besaran arus ini, nilai daya aktid dan daya reaktif dari inverter dapat diatur secara terpisah yang nilainya dapat dihitung menggunakan
2
28
Dengan Vd dan Id adalah tegangan dan arus sumbu d (d-axis), dan Vq dan Iq adalah tegangan dan arus sumbu q (q-axis). Transformasi Clark dalam membangkitkan sinyal orthogonal dapat menggunakan beberapa metode diantaranya time delay, phase shift, all pass filter, dan second-order generalized integrator (SOGI) [20]. Metode yang diusulkan pada penelitian ini menggunakan time delay. Idenya adalah dengan melihat arus aktual sebagai arus sumbu (-axis) dan arus yang didelay sebagai arus sumbu (-(-axis). Jika kita menggunakan referensi gelombang sinusoidal maka komponen dapat dihitung dengan
( )
Komponen DQ dapat dihitung dari komponen ab menggunakan matrik transformasi sebagai berikut menggunakan cost sebagai referensi, maka elemen sint dan cost masing-masing harus diganti dengan cost dan -sint.
3.4.4 Pengaturan daya Aktif dan Reaktif
Skema pengaturan daya aktif dan reaktif inverter dapat dilihat pada Gambar 3.12. Skema kontrol ini didasarkan pada teknik kombinasi antara arus trasnformasi dq dengan metode linear regulator carrier-based. Daya aktif dan reaktif inverter dapat diatur berdasarkan nilai Id referensi yang didapat dari algoritma MPPT dan Iq referensi yang didapat dari rangkaian kontrol VAR. Pada penelitian ini dibatasi untuk tidak membahas algoritma MPPT dan kontrol VAR, sehingga nilai Id dan Iq didapat dari block konstanta pada simulink.
29
Gambar 3.12 Rangkaian Pensaklaran SPWM dengan Pengaturan Daya Inverter
3.5 Metode Anti-Islanding
3.5.1 Discrete Wavelet Transformation
Pada penelitian ini tipe wavelet yang digunakan adalah Daubichies dengan nilai vanishing moment adalah 2 dan level dekomposisi hingga level ke-6.
Penentuan ini berdasarkan pada uji coba macam-macam wavelet yang memberikan hasil yang terbaik dengan mempertimbangkan parameter jumlah filter digital yang paling sedikit dan waktu komputasi yang tidak terlalu lama. Nilai-nilai filter digital wavelet didapat dengan menghitung menggunakan syntax wavelet filter (wfilters) pada MATLAB.
30
LoD dan LoH masing-masing adalah filter analisis/dekomposisi dan sintesis/rekonstruksi frekuensi rendah, sedangkan HiD dan HiR masing-masing adalah filter analisis/dekomposisi dan sintesis/rekonstruksi frekuensi tinggi. Plot koefisien dari masing-masing filter dapat dilihat pada Gambar 3.13. Pada penelitian ini hanya menggunakan proses dekomposisi dalam penentuan nilai threshold sehingga parameter filter rekonstruksi dapat diabaikan. Nilai-nilai parameter dari filter dekomposisi Daubichies db2 dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Gambar 3.13 Filter dekomposisi dan rekonstruksi Daubichies wavelet db2
Tabel 3.3 Koefisien Filter Dekomposisi Daubichies p=2 (db2)
n LoD HiD
0 −0.129409522550921 −0.482962913144690 1 0.224143868041857 0.836516303737469 2 0.836516303737469 −0.224143868041857 3 0.482962913144690 −0.129409522550921
Filter digital wavelet didapat dengan menyusun secara bertingkat blok “Two-Channel Analysis Subband Filter” sebanyak level dekomposisi yang ingin
31
digunakan seperti terlihat pada Gambar 3.14, dengan mengisikaan nilai-nilai filter LoD dan HiD ke dalam blok tersebut.
Gambar 3.14 Blok Discrete Wavelet Transformation
Gambar 3.15 Diagram Alir Deteksi Islanding
32
Gambar 3.15 menunjukkan diagram alir dari algoritma deteksi yang digunakan. Pemilihan nilai threshold=8 didapat setelah mensimulasikan kondisi normal dan islanding dari berbagai kondisi seperti yang ditunjukkan pada diagram alir proses penelitian (Gambar 3.1).
33
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bagian ini membahas mengenai hasil simulasi dari karakteristik model PV, inverter, simulasi berbagai kondisi normal dan islanding, serta waktu deteksi yang perlukan algoritma wavelet dalam mengenali kondisi islanding.
4.1 Pengujian Model Photovoltaic
Hasil plot kurva karakteristik PV dengan berbagai kondisi iradian dengan nilai Nss=1 dan Npp=1 ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Kurva Karakteristik I-V dan P-V pada Pemodelan PV KC200GT
Pada penelitian ini menggunakan jumlah modul seri Nss=15 dan jumlah
Pada penelitian ini menggunakan jumlah modul seri Nss=15 dan jumlah
