PEMODELAN DAN SIMULASI STATIC SYNCHRONOUS SERIES COMPENSATOR (SSSC) MENGGUNAKAN KONTROL PWM UNTUK PENGATURAN ALIRAN DAYA PADA SISTEM TRANSMISI

(1)

1

PEMODELAN DAN SIMULASI STATIC SYNCHRONOUS

SERIES COMPENSATOR (SSSC) MENGGUNAKAN KONTROL

PWM UNTUK PENGATURAN ALIRAN DAYA PADA SISTEM

TRANSMISI

Oleh : Solikhan 2205 100 161 Dosen Pembimbing:

Prof. Dr. Ir.Mochamad Ashari, M.Eng. Vita Lystianingrum B.P,S.T,M.Sc Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS

(2)

PENDAHULUAN (1)

Pengaturan aliran daya pada sistem transmisi.

2

Pertumbuhan beban makin

besar

Sulit mengatur aliran daya dan banyak

daya hilang Melibatkan banyak

saluran, bus, generator dan interkoneksi yang

besar

Kestabilan sistem dan effisiensi

menurun Alat pengatur aliran

daya

Solusi

Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS 14 Juni 2010

(3)

3

PENDAHULUAN (2)

Aliran daya pada transmisi :

dengan merupakan beda sudut phase antara bus tegangan kirim dan bus tegangan terima.

(4)

4

PENDAHULUAN (3)

Diagram phasor tegangan dan arus pada suatu transmisi/saluran SSSC sebagai salah satu peralatan

power elektronika mampu menginjeksi tegangan reaktif kesaluran, akibatnya dapat membuat tegangan sisi kirim

berubah baik magnitudo dan sudut phasenya.

SSSC bekerja dengan tiga mode yaitu : mode netral, mode kapasitif dan mode induktif.

(5)

5

Tujuan

• Mendesain SSSC untuk mengatur aliran daya pada saluran

dalam mode operasi netral dengan mengubah referensi

arus.

• Mendesain SSSC untuk mengatur aliran daya pada saluran

dalam mode operasi kapasitif dengan mengubah referensi

arus.

• Mendesain SSSC untuk mengatur aliran daya pada saluran

dalam mode operasi induktif dengan mengubah referensi

arus.

• Menjaga aliran daya aktif saluran pada level tertentu

dengan menggunakan SSSC, ketika terjadi penambahan

beban pada salah satu sisi busnya.

(6)

6

Batasan Masalah

• Penggunaan SSSC dalam penelitian ini dibatasi untuk

pengaturan aliran daya pada jaringan transmisi.

• Rugi-rugi daya SSSC diasumsikan sangat kecil sehingga

dapat diabaikan dan inverter tanpa filter serta tidak

membahas harmonisa dari inverter.

• Model sistem tenaga listrik yang digunakan untuk

simulasi adalah sistem tenaga listrik sederhana dengan

beban seimbang.

• Analisis sistem pada tugas akhir ini adalah analisis

sistem dalam kondisi tunak (steady-state)

(7)

Rangkaian Simulasi (1)

Konfigurasi sistem yang akan disimulasikan.

7

(8)

Konfigurasi sistem dengan pemasangan SSSC

8

Rangkaian Simulasi (2)

(9)

9

SSSC

Komponen-Komponen Penyusun SSSC : • Kontrol

• Pulse Widh Modulation (PWM) • Inverter

• Kapasitor DC • Trafo

(10)

Rangkaian Simulasi

10

Simulasi Sistem dengan menggunakan software Simulink 6.0 yang terdapat pada MATLAB 7.7

(11)

Hasil Simulasi dan Analisa

Parameter simulasi :

11

(12)

Analisa yang dilakukan meliputi ;

– Tegangan sisi kirim (Vx atau V1)

– Tegangan sisi terima (V2)

– Selisih sudut phase antara tegangan sisi kirim dan

tegangan sisi terima ( )

– Teganan (Vinj) dan daya (Pinj dan Qinj)pada SSSC

– Aliran daya pada saluran (Pline dan Qline)

12

Hasil Simulasi dan Analisa

(13)

Sistem operasi normal (tanpa SSSC):

- Aliran daya pada saluran :

- Daya aktif = 0,6 pu

- Daya reaktif = 0,15 pu

- Tegangan sisi kirim (V1) dan tegangan terima (V2)

sama yaitu 1 pu.

- Selisih sudut ( ) antara tegangan sisi kirim (V1) dan

terima (V2) sebesar 29 derajat.

13

Hasil Simulasi dan Analisa

(14)

Hasil simulasi dengan pemasangan SSSC Mode Netral :

Tegangan dan beda sudut Daya SSSC

Aliran daya pada saluran

14

Hasil Simulasi dan Analisa

(15)

Analisa hasil simulasi Dengan Pemasangan SSSC Mode Netral : • Vx = V2 = 1 pu

• Beda sudut ( ) = 29 derajat • Tegangan yang disuntikan :

• Daya pada SSSC : Pinj = Qinj = 0 pu • Aliran daya pada saluran :

15

Hasil Simulasi dan Analisa

(16)

Hasil Simulasi dengan pemasangan SSSC Mode Kapasitif dengan referensi arus 0,78 pu dan 0,7 pu.

Tegangan dan Beda Sudut Daya pada SSSC

Daya pada Saluran

16

Hasil Simulasi dan Analisa

(17)

17

Hasil Simulasi dan Analisa

Analisa hasil simulasi Dengan Pemasangan SSSC Mode Kapasitif dengan arus referensi 0.78 pu:

• Tegangan dan beda sudut : • Tegangan yang disuntikan : • Daya pada SSSC :

• Aliran daya pada saluran :

(18)

Pada mode kapasitif dilakukan percobaan lain dengan referensi

arus yang berbeda

18

Hasil Simulasi dan Analisa

Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS 14 june 2010

(19)

19

Hasil Simulasi dan Analisa

Hasil Simulasi dengan pemasangan SSSC Mode induktif dengan referensi arus 0,45 pu dan 0,58 pu.

Tegangan dan Beda Sudut Daya pada SSSC

Daya pada Saluran

(20)

20

Hasil Simulasi dan Analisa

Analisa hasil simulasi Dengan Pemasangan SSSC Mode Induktif dengan arus referensi 0.45 pu:

• Tegangan dan beda sudut : • Tegangan yang disuntikan : • Daya pada SSSC :

• Aliran daya pada saluran :

(21)

Pada mode Induktif dilakukan percobaan lain dengan referensi

arus yang berbeda

21

Hasil Simulasi dan Analisa

(22)

Grafik Arus Referensi terhadap Tegangan Kirim dan Tegangan

Injeksi SSSC

22

Hasil Simulasi dan Analisa

(23)

Phasor Tegangan Sistem akibat Operasi dari SSSC

23

Hasil Simulasi dan Analisa

(24)

Grafik Arus Referensi terhadap Daya pada Jaringan dan Daya

Reaktif SSSC

24

Hasil Simulasi dan Analisa

(25)

Phasor Diagram Operasi SSSC

25

Hasil Simulasi dan Analisa

(26)

Sistem Dengan Penambahan Beban Induktif

26

Hasil Simulasi dan Analisa

Ketika beban induktif ditambah, maka aliran daya pada saluran menurun. Untuk mempertahankan besarnya aliran daya aktif, maka SSSC dioperasikan dalam mode kapasitif dengan referensi arus lebih tinggi.

Dalam simulasi ketika beban induktif ditambah menjadi dua kali lipat dari semula, aliran daya aktif pada saluran turun dari 0,6 pu menjadi 0,57 pu. Setelah dipasang SSSC mode kapasitif dengan referensi arus 0.7 pu, aliran daya aktif mampu dinaikan sebesar 5 % atau tetap 0,6 pu

Tanpa SSSC

Dengan SSSC

(27)

27

Kesimpulan

• Static Syncronous Series Compensator (SSSC) menggunakan kontrol PWM dengan mode netral tidak memiliki kemampuan untuk mengatur aliran daya saluran karena tegangan yang disuntikan sangat kecil dan sefasa dengan arus sehingga tidak ada daya reaktif yang diserap atau dibangkitkan.

• Static Syncronous Series Compensator (SSSC) menggunakan kontrol PWM dengan mode kapasitif memiliki kemampuan untuk menaikan aliran daya aktif sebesar 0,15 pu dan daya reaktif sebesar 0,05 pu pada saluran dengan menyuntikan daya reaktif 0.045 pu dari saluran.

• Static Syncronous Series Compensator (SSSC) menggunakan kontrol PWM dengan mode induktif memiliki kemampuan untuk menurunkan aliran daya aktif sebesar 0,17 pu dan daya reaktif sebesar 0,033 pu pada saluran

dengan menyerap daya reaktif 0.032 pu dari saluran.

• Static Syncronous Series Compensator (SSSC) mampu menjaga aliran daya aktif pada saluran sebesar 0.6 pu ketika terjadi penambahan beban induktif dengan menaikan daya aktif 5%.

(28)

28