Click to edit Master text styles

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

DESAIN DAN SIMULASI PENGONTROLAN DAYA AKTIF DAN REAKTIF

INVERTER 3 FASA MENGGUNAKAN PQ CONTROLLER PADA SISTEM

PEMBANGKIT TERSEBAR MULTIPLE PROTON EXCHANGE

MEMBRANE FUEL CELL (PEMFC)

Oleh

Septian Eko Hari Wicaksono

2208100158

Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Mochammad Ashari, M.Eng.

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

BLOK DIAGRAM SISTEM

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

Proton Exchange Membrane Fuelcell 6 KW

No

Simbol

Nilai

Keterangan

1

P

6 W

Kapasitas maksimum photovoltaic

2

V

_o

65 V

Tegangan keluaran untuk I = 0A

3

V

_o

63 V

Tegangan keluaran untuk I = 1A

4

I

_o

225 A

Arus keluaran untuk daya maksimum

5

V

_o

37 V

Tegangan keluaran untuk daya

maksimum

6

I

_nom

133.3 A

_{Saat beban}

7

V

_nom

45 V

8

R

0.3375 Ω

Tahanan modul fuelcell

9

Cell

65

banyaknya cell dalam satu modul

fuelcell

10

η

55 %

Karakteristik PEMFC 6 KW

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

Proton Exchange Membrane Fuelcell 6 KW

Mengubah nilai R

MENGUBAH NILAI BEBAN

AKAN DIKETAHUI KURVA KARAKTERISTIK PEMFC 6 KW

0 10 20 30 40 50 60 70 0 50 100 150 200 250 300 Tegangan (V) Arus (A)

Kurva Karakteristik Tegangan dan Arus Fuelcell 6 KW 0 2000 4000 6000 8000 10000 0 50 100 150 200 250 300 Da y a (W ) Arus (A)

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

Proton Exchange Membrane Fuelcell 48 KW

Berasal dari

No

Parameter

Kebutuhan

Dasar Pemikiran

Penerapan dalam Sistem

1 Daya 48 Kw kapasitas FC = 6 KW

@ 6 KW x 8 fuelcell = 48 KW

2 Penyusunan

rangkaian

fuelcell array

- Penyusunan paralel

fuelcell

berakibat pada

penambahan tegangan

dan daya

- Penyusunan seri fuelcell

berakibat pada

penambahan arus dan

daya tanpa menambah

nilai tegangan

penentuan banyaknya fuelcell

yang dipasang paralel adalah 4

fuelcell

@45V x 4 fueelcell =

180V. Dari kedua fuelcell yang

masing-masing dipasang secara

paralel, selanjutnya akan

dihubungkan secara seri untuk

memenuhi kebutuhan daya

sebesar 48 KW

3 Beban fuelcell Nilai beban adalah tegangan

fuelcell

(kuadrat) dibagi

daya sistem

Maka nilai beban fuelcell yang

didapatkan sebesar 0.675 Ω

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

0 20000 40000 60000 80000 0 200 400 600 Da y a (W ) Arus (A)

Kurva Karakteristik Daya dan Arus Fuelcell 48 KW

Proton Exchange Membrane Fuelcell 48 KW

MEMBANDINGKAN KURVA KARAKTERISTIK

PEMFC

48 KW dan 6 KW

0 10 20 30 40 50 60 70 0 50 100 150 200 250 300 Tegangan (V) Arus (A)

Kurva Karakteristik Tegangan dan Arus Fuelcell 6 KW 0 2000 4000 6000 8000 10000 0 50 100 150 200 250 300 Da y a (W ) Arus (A)

Kurva Karakteristik Daya dan Arus Fuelcell 6 KW 0 50 100 150 200 250 300 0 200 400 600 Tegangan (V) Arus (A)

Kurva Karakteristik Tegangan dan Arus Fuelcell 48 KW

Vs

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

PQ Controller P and Q referensi

Fuelcell

48 KW Boost Converter V_in = 180 Volt V_out= 690 Volt Three Phase Inverter LC filter Three Phase Transformer Grid / 20 KV Load

Boost Converter





f

DR

D

L

_b

2

1

_

2



didapatkan

L

b

H

5

10

2

,

6

,

_

_



Realisasi nilai L

= 5 .10

-5

H

Rf

V

DV

C

r o



min

didapatkan

,

C

_min



6

,

95



10

3

F

Realisasi nilai C

= 1,4 . 10

-3

F

V

_boost

= 690 Volt

V

_{rms (line to line)}

= 380 Volt

Nilai Output Inverter

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

THREE PHASE INVERTER

boost out inv rms

xV

mx

V

_



_

2

2

3

V

V

boost out



690

Nilai amplitudo yang

dibandingkan

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

THREE PHASE INVERTER

inv rms inv

xV

V

_max



2

_

V

V

dengan

,

_rms



380

V

V

_maxinv



537

,

40

Pembuktian

Nilai V

_max-inv

dan

V

_rms-inv

yang ditunjukkan

pada FFT Analysis

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

LC FILTER

Titik tertinggi tanda

terjadinya harmonisa

Titik pengambilan

sampling

f f

L

w

C



₂

1

F

x

C

_f



169

.

025

10

6

dengan asumsi nilai

L

_f

= 15 mH, maka

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

PQ CONTROLLER

Sinyal masukan pada SPWM

Mendapatkan nilai I

_dqref

Memberikan nilai P

_ref

dan Q

_ref

Mengubah tegangan dan arus abc to dq0

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

PQ CONTROLLER

Memberikan nilai P

_ref

dan Q

_ref

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

PQ CONTROLLER

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

PQ CONTROLLER

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

PQ CONTROLLER

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

PQ CONTROLLER

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

THREE PHASE TRANSFORMER DAN GRID

THREE PHASE TRANSFORMER (STEP UP)

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

BOOST CONVERTER

Mengubah nilai R

R (Ohm)

V (Volt) I (Ampere) P (Watt) Waktu pencapaian

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

HASIL PENGUJIAN MENGGUNAKAN PQ CONTROLLER

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

ALIRAN DAYA SISTEM

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

PERUBAHAN NILAI REFERENSI

Mengubah P

ref

36000

menjadi

30000

Mengubah Q

ref

12000

menjadi

18000

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

KESIMPULAN

Hasil pemodelan fuel cell 48 Kw yang dirangkai secara seriserta paralel

diperoleh karakteristik V-I yang sama dengan karakteristik V-I fuel cell 6 KW.

Tegangan output dari boost converter bernilai 690 volt dengan harapan dapat

memberikan suplai daya yang sesuai dengan kebutuhan inverter.

Daya aktif dan daya reaktif yang dikeluarkan oleh sistem pembangkitan

tersebar dapat diatur menggunakan PQ controller, dimana dengan

pengaturan Pref = 36000 W dan Qref = 12000 W maka nilai daya aktif dan

reaktif keluaran dari sistem pembangkitan tersebar tersebut pada range

daya aktif 33000 W hingga 42000 W dan daya reaktif meiliki nilai range 9000

VAR hingga 15000 VAR.

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

• Click to edit Master text styles

– Second level

• Third level

– Fourth level

» Fifth level

V

_boost

= 690 Volt

V

_{rms (line to line)}

= 380 Volt

Boost Converter





f

DR

D

L

_b

2

1

_

2



Rf

V

DV

C

r o



min

Nilai Output Inverter

Nilai Output Boost Converter

Bergantung dari