Implementasi Fuzzy Logic Controller Pada Filter Active Shunt Untuk Menanggulangi Thd (Total Harmonic Distortion) Sistem Kelistrikan RSUP Sanglah.

(1)

(2)

Prosiding Conference on Smart-Green Technology in Electrical and Information Systems Bali, 14-15 November 2013

PROSIDING CSGTEIS 2013

Table of Contents

A. Power Systems

Pengaruh Hilangnya Kawat Netral pada Penyulang KBL-5 dan KBL-6

Yusuf Susilo Wijoyo, M. Isnaeni B.S, Sarjiya ., Rian Fatah M.

Terobosan Baru Transmisi Energi Listrik Tanpa Kabel

Masjono Muchtar

Efek Beroperasinya Kabel Laut Bali

–

Nusa Lembongan Terhadap Sistem Kelistrikan Tiga

Nusa

Yohanes Made Arie Prawira, Ida Ayu Dwi Giriantari, I Wayan Sukerayasa

Perbandingan Penggunaan Motor DC Dengan AC Sebagai Penggerak Pompa Air Yang

Disuplai Oleh Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Agus Teja Ariawan, Tjok Indra Partha, I Wayan Arta Wijaya

Implementasi Fuzzy Logic Controller Pada Filter Active Shunt Untuk Menanggulangi Thd

(Total Harmonic Distortion) Sistem Kelistrikan RSUP Sanglah

I Gede Anom Aditya Prawira, I Wayan Rinas, I Wayan Arta Wijaya

Pengaruh Penempatan Unified Power Flow Controller Terhadap Kestabilan Tegangan

Sistem Tenaga Listrik

Lesnanto Multa Putranto, Sasongko Pramono Hadi, Restu Prima Aridani

Studi Kestabilan Tegangan Jaringan IEEE 9 Bus Menggunakan Indeks Kestabilan Tegangan

Avrin Nur Widiastuti, Lesnanto Multa Putranto, Randhy Ramono Syamri

Studi Dampak Ekonomi dan Sosial PLTS Sebagai Listrik Pedesaan Terhadap Masyarakat

Desa Ban Kubu Karangasem

I Made Aditya Nugraha, Ida Ayu Dwi Giriantari, I Nyoman Satya Kumara

Studi Tarif Listrik Dengan Menggunakan Metode Long Run Marginal Cost Di EDTL Timor

Leste

Norberto Soares, Ida Ayu Dwi Giriantari, Wayan Gede Ariastina

Perbandingan Penggunaan Jumlah dan Jenis Fungsi Keanggotaan Pada Metode Logika

Fuzzy Untuk Pengontrolan Frekuensi Beban

I Made Mataram

B. Multimedia Telecommunications

Klasifikasi Penggunaan Protokol Komunikasi Pada Nework Traffic Menggunakan Naïve

Bayes Sebagai Penentuan QoS

Made Sudarma, Dandy Pramana Hostiadi

(3)

Ayu Wardani

Implementasi Teknologi 4G LTE di Indonesia

Ni Made Erma Pratiwi Astiti, Ida Ayu Laksmi Dewi, NMAE Dewi Wirastuti

Penerapan Teknik Fast Motion Estimation Pada Algoritma Frame Rate Up-Conversion

Video

Ni Putu Widya Yuniari, I Made Oka Widyantara

Pemodelan ARIMA untuk Kanal Frekuensi Tinggi (High Frequency) Link Banda

Aceh-Surabaya

Indra Jaya

Perbandingan Topologi WSN (Wireless Sensor Network) Untuk Sistem Pemantauan

Jembatan

Evy Nur Amalina, Eko Setijadi, Suwadi .

Implementasi Embedded Linux pada Jaringan Sensor Nirkabel Platform Imote2

Fajar Purnama, I Made Oka Widyantara, Nyoman Putra Sastra

Analisis Kinerja Rate-Distortion Codec Wyner-Ziv Video Coding Berbasis Discrete Wavelet

Transform

I Wayan Shandyasa, I Made Oka Widyantara

Evaluasi Kinerja Rate-Distortion Dengan Penerapan Teknik Pembangkitan Side Information

Pada Codec Wyner-Ziv Video Coding

Anak Agung Ayu Putri Ardyanti, I Made Oka Widyantara, Linawati .

Penyisipan Konten Elektro News Menggunakan XIBO Digital Signage

Vencysisca Jeane Risamena, Komang Isabella Anasthasia, Ni Made Ary Esta Dewi

Wirastuti

C. Electronics, Circuits and Systems

Implementasi Intelligent Sensor untuk Monitoring Kualitas Air berbasis Komunikasi

Teknologi Jaringan Nirkabel Zigbee

Aminuddin Debataraja, Benny .

Fabrikasi Biotranduser Dengan Metode Amperometrik Studi Awal Sensor Unsur Hara Tanah

Aminuddin Debataraja, Hiskia ., Robeth V. M

Perancangan Sistem Telemetri Untuk Pengukuran Level Air Berbasis Ultrasonic

Taufiqurrahman ., Achmad Basuki, Yafie Albana

Rancang Bangun Quadropod Robot Berbasis ATmega1280 Dengan Desain Kaki Kembar

I Wayan Dani Pranata, I B Alit Swamardika, I Nyoman Budiastra

Implementasi PenggunaanSensorAccelerometer ADXL335 Pada Quadcopter Robot Berbasis

Atmega32

I Gd Darko Pancev, I B Alit Swamardika, I Nyoman Budiastra

Penumbuhan Nano-kristal TiO2 Sebagai Bahan Fotokatalis dengan Teknik Sintesis

Elektro-kimia Anodisasi

(4)

Pemrosesan SRF05, CMPS03, TPA81, Sistem Motor Secara MultiProsesor pada Robot

KRPAI

Hendi Wicaksono, Ari Bengnarly Tanjung

Artificial Neural Network Backpropagation dengan Momentum untuk Prediksi Surface

Roughness pada CNC Milling

Vivi Tri Widyaningrum

Sistem Kontrol Pergerakan pada Robot Line Follower Berbasis Hybrid PID-Fuzzy Logic

I Putu Adinata Mas Pratama, I Nengah Suweden, I.B Alit Swamardika

Rancang Bangun Sistem Control Air Conditioning Automatis Berbasis Passive Infrared

Receiver

I Gusti Made Ngurah Desnanjaya, Ida Ayu Dwi Giriantari, Rukmi Sari Hartati

Desain dan Realisasi I/O Extended Module PLC Mikro Berbasis Prosesor ARM Cortex

Nahdatin Hasanah, Agung Nugroho Jati, Muhammad Ary Murti

Aplikasi Mikroprosesor Tipe TMS320C6713 Untuk Penghapusan BisingSuara Kendaraan

Secara Adaptif

Sri Arttini Dwi Prasetyowati, Bustanul Arifin, Eka Nuryanto Budi Susila

Pengujian Pemakaian Sensor PIR dan Sensor PING untuk Pengaman Pura Memanfaatkan

SMS Berbasis Mikrokontroler

I Gst Agung Putu Raka Agung, I Nyoman Setiawan, Gede Sukadarmika

Desain dan Realisasi Ethernet Extended Module PLC Mikro Berbasis Prosesor ARM Cortex

Nahdatin Hasanah, Agung Nugroho Jati, Muhammad Ary Murti

D. Sofware Engineering and Information Systems

Model Potensi Penyebaran Penyakit Demam Berdarah Dengue di Kabupaten Jember

Menggunakan Metode Fuzzy

Dia Bitari Mei Yuana, I Putu Dody Lesmana, Slamet Yulianto

Desain Data Warehouse dan Implementasi Data Mining Terhadap Data Nilai Mahasiswa

Mardiani .

Segmentasi Kepala Janin Pada Citra USG Dalam Ruang Warna RGB dengan Metode Fuzzy

C-Means

Putu Desiana Wulaning Ayu

Perangkat Lunak Pengolahan Citra Untuk Segmentasi dan Cropping Daun Sawi Hijau

I Putu Gede Budisanjaya, I Nyoman Satya Kumara

Lighting Retrofitting Web Application: Modul Interaktif Pembentukan Profil Pembebanan

Lampu

Yusak Tanoto, Emmy Hosea

Multiple Model Fuzzy Control: Rancangan dan Simulasi Pada Tower Crane

Hendra Tjahyadi, Torang Simamora

Tabulasi data dari Seismograf analog Gn.Rinjani Tahun 1994-1998 sebagai tahap

perancangan Sistem Informasi Monitoring Seismograf Online (SIMLine)

(5)

Klasifikasi Bentuk Lengkung Gigi Menggunakan Algoritma Propagasi Balik Berdasarkan

Fitur Tekstur Pada Citra Digital

Shinta Puspasari

Korelasi Korupsi dan Jumlah Penduduk Terhadap Kesuksesan E-Government di Suatu

Negara

Dien Novita

Sistem Penjadwalan Produksi Menggunakan Metode Fuzzy Support Vector Machines dan

Algoritma Evolusi Fuzzy

Ida Bagus Putra Manuaba

Desain Kendali Cerdas pada Turbin Angin

I Nyoman Kusuma Wardana

Desain Antar Muka Platform Reselient Untuk Manajemen Bencana

Idris Winarno, Wiratmoko Yuwono, Tri Harsono

Desain Sistem Informasi Aplikasi Kuisioner Dengan Skala Guttman Atas Pengembangan

Model Audit Pertanggungjawaban Sosial Berbasis Human- Centered Design

F. Priyo Suprobo, Diana Suteja, Andung Susan Doko S.

Sistem Tanggap Darurat Untuk Manajemen Bencana Menggunakan Software Oriented

Arsitektur

Arna Fariza, Wiratmoko Yuwono, Jauari Akhmad Nur Hasim

Pengenalan Tanda Tangan Dengan Metode Modified Direction Feature (Mdf) Dan Euclidean

Distance

Fitri Damayanti, Wahyudi Setiawan

Desain Program Aplikasi Sistem Informasi Pendataan Pemanfaatan Aset Pada Unit

Pelaksana Teknis (UPT) Pengelolaan Sumberdaya Air Berbasis Teknologi Komputer

Dengan Metode Active Learning

Diana Suteja, Andung Susan Doko S.

Algoritma Rekursif Untuk Pemetaan Jalur Autonomous Line Follower

Sri Wahyuni

Aplikasi Agen Penjualan Pulsa Telepon Berbasis Android

I Gusti Rai Agung Sugiartha, I Wayan Kardana

Perancangan sistem akses pintu garasi otomatis menggunakan platform Android

Greisye Magdalena, Fransiscus Ati Halim, Arnold Aribowo

Interface Piranti Lunak Sistem Pencahayaan Berbasis Ergonomi Meningkatkan Kapabilitas

Perancang Sistem Pencahayaan

Ida Bagus Alit Swamardika

Demam Berdarah dalam Perspektif Urban : Analisa Statistik untuk Awareness Strategy

Wahjoe Tjatur S., Ira Prasetyaningrum, Tri Harsono, Shiori Sasaki, Yasushi Kiyoki

Prototype Layanan Izin Pemanfaatan Ruang Untuk Akomodasi Pariwisata Menggunakan

Service Oriented Enterprise Architecture Framework

(6)

A-007

Implementasi Fuzzy Logic Controller Pada Filter

Active Shunt Untuk Menanggulangi Thd (Total

Harmonic Distortion) Sistem Kelistrikan RSUP

Sanglah

I Gede Anom Aditya Prawira*, I Wayan Rinas, I Wayan Arta Wijaya.

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana

Bukit Jimbaran, Bali, Indonesia. Email:anomap90@gmail.com

Abstrak—Listrik dapat dikategorikan sebagai kebutuhan

pokok, karena banyaknya pengoperasian peralatan listrik dalam kehidupan sehari-hari. Kualitas daya listrik perlu diperhatikan agar peralatan elektronika yang kita gunakan tidak mengalami kerugian. Faktor penyebab kualitas daya menurun salah satunya adalah penggunaan beban linier. Penggunaan beban non-linier tersebut mengakibatkan adanya distorsi pada gelombang fundamental 50 Hz atau yang dikenal dengan istilah Harmonisa. Salah satu sarana publik yang mempunyai nilai harmonisa yang tinggi karena pengoperasian beban non-linier yang banyak adalah RSUP Sanglah Denpasar. Penanggulangan harmonisa di RSUP Sanglah Denpasar dapat dilakukan dengan melakukan filterisasi harmonisa dengan implementasi fuzzy logic.

Penelitian ini dilakukan dengan cara melakukan analisa perbandingan hasil pengurangan harmonisa yang didapatkan dengan cara penambahan filter harmonisa tanpa penggunaan fuzzy dan setelah penggunaan fuzzy pada filter, sehingga kita dapat mengetahui bagaimana kontribusi fuzzy tersebut dalam penggunaan filter agar dapat mengurangi harmonisa lebih baik, mengurangi switching pada inverter dan juga mencapai batas terendah harmonisa sesuai standar IEEE no 519 tahun 1992.

Perbandingan yang telah dilakukan dalam penelitian ini menyatakan bahwa nilai harmonisa yang didapatkan setelah penggunaan fuzzy logic pada filter aktif memang mendapatkan nilai harmonisa terendah, dengan kata lain implementasi fuzzy logic dapat digunakan dalam proses penanggulangan harmonisa.

Kata kunci: harmonisa, filter aktif, fuzzy logic, non-linier.

I. Pendahuluan

Listrik dapat dikategorikan sebagai salah satu kebutuhan pokok dikarenakan banyaknya peralatan listrik yang dioperasikan dalam kehidupan sehari-hari. Kualitas daya listrik menjadi faktor penting agar pengoprasian peralatan tidak menurun. Distorsi daya listrik mengakibatkan terjadinya kualitas daya listrik yang menurun yang terjadi karena pengoperasian beban listrik non-linier. Meningkatnya beban non-linier mengakibatkan terbentuknya gelombang frekuensi fundamental 50 Hz yang cacat atau dikenal dengan istilah Total Harmonic Distortion (THD).

Rumah Sakit Umum Pusat (RSUP) Sanglah Denpasar merupakan salah satu sarana publik dengan jumlah pengoperasian beban non-linier yang banyak. Beban non-linier tersebut berupa alat-alat elektronika daya yang dioperasikan untuk membantu dalam bidang kedokteran. Pengukuran harmonisa pada saat melakukan kerja praktek pada bulan November tahun 2012 di RSUP Sanglah Denpasar didapatkan besar nilai THD arus tertinggi sebesar 20,2% dan THD arus sebesar 10,0%, sedangkan nilai THD tegangan tertinggi sebesar 0,2%. Hasil pengukuran yang didapatkan di RSUP Sanglah Denpasar tidak sesuai dengan standar IEEE 519 tahun 1992, sehingga diperlukan suatu cara untuk menanggulangi harmonisa pada sistem kelistrikan RSUP Sanglah.

Usaha untuk menanggulangi harmonisa adalah dengan pemasangan filter aktif. Proses pembentukan arus kompensasi pada filter aktif menggunakan kontrol PWM yang memberikan sinyal control untuk switch yang digunakan dalam penentuan inverter untuk mendapatkan arus injeksi pada sistem. Kontrol PWM dapat menggunakan sistem kontrol berbasis kecerdasan buatan. Penelitian ini menggunakan implementasikan fuzzy logic controller sebagai kontrol

berbasis kecerdasan buatan. Implementasi fuzzy logic controller dalam pengoperasian filter yang disimulasikan

diharapkan dapat mengurangi rugi switching pada inverter serta mengurangi THD arus dan THD tegangan lebih baik dibandingkan filter tanpa fuzzy logic.

II. Tinjauan Pustaka A. State of the Art Review

Penelitian tentang harmonisa telah banyak dilakukan dari suatu system kelistrikan, diantaranya:

1. Anom Aditya Prawira dengan laporan kerja praktek yang berjudul Studi Total Harmonic Distortion pada Sistem Kelistrikan RSUP Sanglah Denpasar. Di dalam laporan ini dipaparkan tentang nilai THD yang terdapat di sistem kelistrikan RSUP Sanglah pada tahun 2012.

(7)

A-007

THD (Total Harmonic Distortion) di RSUP Sanglah. Antaka menyatakan nilai THD setelah penggunaan filter aktif dengan virtual PLL sebagai input kontrol PWM. 3. Ahmed A Helal dengan paper yang berjudul Fuzzy Logic

Controlled Shunt Active Power Filter For Three-phase Four-wire System switch Balanced and Unbalanced Loads menyatakan penggunaan fuzzy didalam control

filter aktif untuk mengurangi harmonisa dengan 2 level

inverter.

B. Beban Non-Linier

Beban yang komponen arusnya tidak proporsional terhadap komponen tegangannya, sehingga bentuk gelombang arusnya tidak sama dengan bentuk gelombang tegangannya. Hubungan arus dan tegangan pada beban non-linier tidak sama. Beban nonlinier menyerap arus non sinusoidal demikian juga arus harmonik walaupun disuplai oleh tegangan sinusoidal seperti gambar 1.[1][7]

Gambar 1. Arus yang diserap oleh beban nonlinier

Beban nonlinier yang digolongkan deforming loads adalah konverter statis. Beban ini dapat berdaya besar dengan jumlah yang sedikit atau berdaya rendah dengan jumlah yang banyak, contoh deforming loads antara lain :

 Lampu neon / TL (fluorescent lamps)  Light dimmers

 Peralatan listrik rumah tangga seperti TV, microwave, radio, dan piringan induksi (induction plates) dan lain-lain.

C. Harmonisa

Daya yang didistribusikan pada sistem tenaga listrik adalah pada level tegangan dengan frekuensi tunggal (50 Hz atau 60 Hz). Pengoperasian beban-beban non-linier mengakibatkan bentuk gelombang sinusoidalnya menjadi berubah. Cacat gelombang yang disebabkan oleh interaksi antara bentuk gelombang sinusoidal sistem dengan komponen gelombang lain yang disebabkan oleh pemakaian beban non-linier lebih dikenal dengan harmonisa, harmonisa adalah komponen gelombang lain yang mempunyai frekuensi kelipatan integer dari komponen frekuensi fundamental. Cacat gelombang dapat dijelaskan seperti pada Gambar 2. [7]

Gambar 2. Bentuk Gelombang Fundamental, harmonic, dan distorted wave

Standar harmonisa yang digunakan pada penelitian ini adalah standar dari IEEE 519-1992. Standar harmonisa yang diizinkan untuk arus dan tegangan berdasarkan IEEE Std 519-1992 dapat dilihat pada tabel 1dan table 2. [2]

Tabel 1. Current Distortion Limits untuk General Distribution Sistem

Maximum Harmonics Current Distortion In% IL

Individual Harmonic Order (Odd Harmonics)

Isc/ IL <11 11=<h <17

17=<h<23 23=<h<3 5

35=<h THD

<20 4 2 1.5 0.6 0.3 5

20-50 7 3.5 2.5 1 0.5 8

50-100

10 4.5 4 1.5 0.7 12

100-1000

12 5.5 5 2 1 15

>1000 15 7 6 2.5 1.4 20

Table 2. Voltage Distortion Limits

Voltage at PCC Individual Voltage

Distortion

(%)

Total Harmonic

Distortion

THD (%)

69 kV and below 3.0 5.0

69 kV–161 kV 1.5 2.5

161 kV 1.0 1.5

D. Filter aktif

Filter aktif adalah rangkaian elektronika yang terdiri dari komponen R, L, dan C yang dirancang untuk meredam harmonisa pada beban non-linier dalam sistem tenaga karena filter pasif selalu bermasalah apabila gangguan tersebut semakin besar dan kontinyu. Filter aktif menginjeksikan arus untuk membatalkan harmonisa yang terkandung pada arus beban. [1][6]

Gambar 3. Konfigurasi Filter aktif

E. Prosedur pengontrolan inverter

Prosedur dalam menentukan penyalaan pada inverter bertingkat diperlukan suatu kondisi tertentu yang harus terpenuhi, sehingga kombinasi penyalaan masing-masing ideal

switch pada multilevel inverter dapat dilakukan. Jumlah

seluruh ideal switch yang digunakan terdapat 12 buah ideal

switch. Idealswitch ini dibagi menjadi tiga bagian yaitu untuk ideal switch T11-T14, T21-T24, dan T31-T34. Secara umum, kontrol sinyal ideal switch ditunjukkan pada tabel 3. [4][8]

Tabel 3. Sinyal Kontrol Ideal Switch pada Inverter Tiga Tingkat

Ki _Ti1 _Ti2 Ti3 _Ti4 _Vi0

1 1 1 0 0 Vdc/2

0 0 1 1 0 0

(8)

A-007

F. Fuzzy Logic

Sistem fuzzy adalah sebuah sistem yang dibangun dengan definisi, cara kerja dan deskripsi yang jelas berdasarkan pada teori logika fuzzy. Kendali fuzzy logic merupakan klasifikasi sistem kendali modern yang didasarkan pada kaidah kabur (fuzzy). Fuzzy Logic Controller (FLC) bertitik tolak ke model logika yang mempresentasikan proses berfikir seorang ahli ketika sedang mengendalikan suatu proses. Fuzzy logic pertama kali dikemukakan oleh Lotfi A Zadeh pada tahun 1965. Teori fuzzy menggunakan variabel linguistik. Misalnya

motor listrik dinyatakan dengan nilai ‘cukup lambat’, ‘lambat’, ‘cepat’, ‘cukup cepat’, ‘sangat cepat, dan

sebagainya.[3][5]

Menurut Kusumadewi (2004), ada beberapa alasan mengapa fuzzy logic banyak digunakan, antara lain:

1. Konsep fuzzy logic mudah dimengerti. Konsep matematis yang mendasari penalaran fuzzy sangat sederhana dan mudah dimengerti.

2. Fuzzy logic sangat fleksibel.

3. Fuzzy logic memiliki toleransi terhadap data-data yang

tidak tepat.

4. Fuzzy logic mampu memodelkan fungsi-fungsi non-linear

yang sangat kompleks.

III. Metode Penelitian

A. Bagan konsep

Konfigurasi sistem filter aktif shunt berbasis fuzzy logic

cotroller (FLC) yang digunakan pada tugas akhir ini dapat

dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. Diagram Blok Bagan Konsep Sistem Filter Aktif Shunt berbasis FLC

Gambar 4 merupakan bagan konsep untuk perancangan filter harmonisa berbasis FLC. Filter aktif shunt berbasis fuzzy logic dipasang diantara sumber dan beban. Proses filtering di dalam bagan dilakukan untuk mendapatkan sinyal arus harmonisa, sinyal arus harmonisa menjadi input dari fuzzy logic sehingga mendapatkan output berupa sinyal refrensi untuk mengatur switch yang digunakan dalam proses pembentukan arus kompensasi pada inverter.

B. Analisis data

Analisis data pada tugas akhir ini dilakukan dalam beberapa tahap, antara lain:

1. Mengelompokan beban-beban non-linier di tiap-tiap ruangan pada MLTP masing-masing MDP.

2. Menghitung besarnya batas maksimum Total Harmonic Distortion pada arus (THDi) dan Total Harmonic Distortion pada tegangan (THDv).

3. Membandingkan batas maksimum THD berdasarkan IEEE standard 519– 1992 untuk mengetahui lokasi-lokasi yang THDnya tidak sesuai standar.

4. Simulasi Sistem Tanpa Menggunakan Filter Aktif Shunt Berbasis FLC.

5. Simulasi Sistem Menggunakan Filter Aktif Shunt Berbasis FLC.

6. Analisis perbandingan nilai THD pada saat Sistem tidak Menggunakan Filter Aktif Shunt Berbasis FLC dengan Sistem Menggunakan Filter Aktif Shunt Berbasis FLC.

IV. PEMBAHASAN

A. Simulasi Filter Aktif Shunt Berbasis Fuzzy Logic

Controller (FLC) Untuk Mengurangi Total Harmonic Distortion.

Rangkaian Implementasi fuzzy logic pada filter aktif shunt di dalam simulasi dapat dilihat pada gambar 5.

Gambar 5. Implementasi FLC pada Filter aktif shunt.

Bentuk gambar 5 merupakan rangkaian implementasi

fuzzy logic controller pada filter aktif shunt. Dimana fuzzy logic (sub berwarna orange) menerima input error dari

perbedaan antara arus referensi (arus harmonisa saat ini) dengan filter aktif saat ini yang dilakukan didalam proses pada sub current compensation (sub berwarna hijau). Output dari

fuzzy kemudian memberikan perintah kepada kontrol PWM

untuk memberikan signal pulse pada inverter di dalam sub

shunt aktif filter (sub berwarna biru). Rangkaian pada sub

berwarna hijau dapat dilihat pada gambar 6.

SUMBER BEBAN

NON-LINIER

Proses+ Inverter

FLC

(9)

A-007

Gambar 6. Rangkaian current compensation

Pemodelan filter aktIf shunt berbasis fuzzy logic

menggunakan dua input dan satu output. Input pertama adala

error (E) yang merupakan perbedaan antara arus referensi

(harmonisa saat ini) dengan filter aktif saat ini. Input kedua merupakan turunan dari error (delta error), dimana delta error merupakan error sekarang dikurangi error sebelumnya dan

outputnya adalah perintah. Rangkaian fuzzy logic dan model fuzzy pada sistem dapat dilihat pada gambar 7 dan 8.

Gambar 7. Rangkaian fuzzylogic pada simulasi.

Gambar 8. Pemodelan fuzzy

Input error (e), delta error serta output rentang nilai yang

digunakan pada gambar 8 adalah jenis fungsi keanggotaan berupa representasi segitiga. Input error (E), delta error serta

output nilai dibagi menjadi 5 kuantisasi sesuai dengan data

dari nilai terkecil dan terbesar yang dibagi menjadi

range-range nilai tertentu. Lima kuantisasi tersebut adalah Large Negative (LB), Negative (N), Zero (ZE), Positive (P), dan Large Postive (LP).

Setelah proses fuzzifikasi input dan output, tahap selanjutnya adalah membuat rule base yang hubungan antara ketiga parameter input dan parameter output yang dinamakan

interfacing. Fungsi keanggotaan terdiri dari 2 input dan 1

output menghasilkan 25 rule base. Input pertama adalah error

(E), Input kedua adalah deviasi error (∆E) dan output. Rule base yang digunakan didalam fuzzy logic pada filter aktIf shunt dapat dilihat pada tabel 4.

Table 4. Rule base 5x5 pada fuzzy logic

D_error Error

LN N ZE P LP

LN BN N P P BP

N BN N P P BP

ZE BN N ZE P BP

P BN N N P BP

LP BN N N P BP

Pada proses interfacing ini hubungan antara kedua variabel input dan variabel output dapat diatur yaitu dengan menghubungkan kedua variabel input dan variabel output menjadi IF-THEN.Output dari FLC menjadi input pada kontrol PWM. Kontrol PWM bekerja dengan menentukan perbandingan antara sinyal keluaran FLC dan Vcarier yang menghasilkan sinyal untuk ideal switch control pada inverter.

Filter aktif shunt yang sudah diberikan input mengontrol inverter dengan lebih tepat sehingga mengurangi rugi pada

switching dan menghasilkan arus kompensasi yang lebih baik. Hasil simulasi dari pemodelan yang dilakukan terhadap nilai THDi dan THDv dengan bantuan FFT Tools di KIOS1 MDP1 MLTP1 setelah ditambahkan filter aktif berbasis fuzzy

logic dapat dilihat pada gambar 9 dan 10.

Gambar 9. Sinyal dan spektrum THDi

Gambar 10. Sinyal dan spektrum THDv

(10)

A-007

Tabel 5. Nilai THD dengan menggunakan FLC KIOS MDP MLTP THDi % THDv %

1 1 1 6,54 0,34

2 4,86 0,21

2 3 6,82 0,97

2 1 1 4,37 1,11

2 2 6,6 0,51

3 1 1 5,22 0,96

4 1 1 5,71 0,69

2 2 5,52 0,4

5 1 1 3,5 0,9

2 2 3,77 1,1

3 3 4,6 0,5

Table 5 merupakan nilai THDi setelah penggunaan fuzzy

logic kontroller pada filter aktif shunt dengan nilai terendah

terdapat pada kios 5 MDP1 MLTP1 dengan nilai sebesar 3,5 % dan THDi tertinggi terletak pada kios 1 MDP 2 MLTP 3 dengan nilai sebesar 6.82%. THDv terendah diperoleh pada kios 1 MDP 1 MLTP 2 dengan nilai sebesar 0.21 % dan THDi tertinggi terletak pada kios 2 MDP 1 MLTP 1 dengan nilai sebesar 1,11%.

B. Analisis Nilai THDi dan THDv

1. Perbandingan nilai THDi

Perbandingan nilai THDi dilakukan dari hasil simulasi pada sistem kelistrikan RSUP Sanglah sebelum dan sesudah penggunaan filter aktif shunt berbasis fuzzy logic. Hasil THDi juga dibandingkan dengan standar IEEE 519-1992. Perbandingan nilai THDi dapat dilihat pada table 4.3.

Tabel 4.3 Perbandingan nilai THDi

Tempat THDi (%)

K i o s M D P M L T P IEEE 519 - 1992

Pada Sistem Penggunaan Filter Aktif Shunt Penggunaan Filter Aktif Shunt berbasis Fuzzy logic

1 1 1 15 19,93 8,04 6,54

2 15 15,2 5,84 4,86

2 3 12 20,3 8,16 6,82

2 1 1 8 14,83 6,37 4,37

2 2 12 16,49 8,19 6,6

3 1 1 8 16,98 6,24 5,22

4 1 1 15 18,69 7,46 5,71

2 2 12 14,95 6,65 5,52

5 1 1 8 20,58 3,96 3,5

2 2 8 16,57 4,57 3,77

3 3 8 14,88 7,25 4,6

Perbandingan nilai THDi untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam bentuk grafik pada gambar 4.9.

Gambar 4.9 grafik perbandingan nilai THDi

Bentuk Grafik pada gambar 4.9 menyatakan bahwa nilai THDi pada sistem (balok berwarna merah) belum sesuai dengan THDi Standar IEEE 519-1992 (balok berwarna kuning) yang mempunyai nilai THDi standar antara 8%, 12%, dan 15%. Grafik filter aktif berbasis fuzzy logic (balok berwarna biru) merupakan grafik yang menghasilkan nilai THDi terendah, dengan kata lain dapat memberikan kompensasi terhadap THDi lebih baik dari pada pemakaian

filter aktif tanpa fuzzy logic.

2. Perbandingan nilai THDv

Perbandingan nilai THDv dilakukan dari hasil simulasi yang didapatkan pada sistem kelistrikan RSUP Sanglah sebelum dan sesudah penggunaan filter aktif shunt berbasis

fuzzy logic. Hasil THDv juga dibandingkan dengan standar

IEEE 519-1992. Perbandingan nilai THDv dapat dilihat pada table 4.4.

Tabel 4.4 Perbandingan nilai THDv

Tempat THDv (%)

K i o s M D P M L T P IEEE 519 - 1992

Pada Sistem Penggunaan Filter Aktif Shunt Penggunaan Filter Aktif Shunt berbasis Fuzzy logic

1 1 1 5 0,34 0,34 0,34

2 5 0,22 0,21 0,20

2 3 5 1,0 0,98 0,97

2 1 1 5 1,27 1,1 1,11

2 2 5 0,53 0,52 0,51

3 1 1 5 1,06 0,98 0,96

4 1 1 5 0,73 0,70 0,69

2 2 5 0,41 0,40 0,4

5 1 1 5 1,06 0,94 0,9

2 2 5 1,3 1,13 1,1

3 3 5 1,09 1,00 0,5

(11)

A-007

Gambar 4.18 Grafik perbandingan nilai THDv

Bentuk Grafik pada gambar 4.10 menyatakan bahwa nilai THDv pada sistem (balok berwarna merah) sudah sesuai dengan THDv Standar IEEE 519-1992 (balok berwarna kuning) yang mempunyai nilai THDv standar sebesar 5%. Grafik filter aktif berbasis fuzzy logic (balok berwarna biru) merupakan grafik yang menghasilkan nilai THDv terendah, dengan kata lain dapat memberikan kompensasi terhadap THDv lebih baik dari pada pemakaian filter aktif tanpa fuzzy

logic.

V. SIMPULAN

Implementasi fuzzy logic pada filter menghasilkan nilai Total Harmonic Distortion terendah. Penggunaan fuzzy logic pada kontrol PWM dapat memberikan kompensasi terhadap nilai Total Harmonic Distortion lebih baik dari pada pemakaian filter tanpa fuzzy logic.

Daftar Pustaka

[1] Antaka, E. P. 2009. Analisis Penggunaan Filter Aktif Shunt untuk Menanggulangi THD (Total Harmonic Distortion) di RSUP Sanglah. Jimbaran : Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana.

[2] Dugan; McGranaghan; Santoso; Beaty. 2003. Electrical Pwer System Quality–second Edition. USA: McGraw-Hill.

[3] Kusumadewi, S. 2004. Aplikasi Logika Fuzzy Untuk Pendukung Keputusan. Yogyakarta: Graha Ilmu

[4] Mesbahi, N. 2010. A Fuzzy Logic Control For Three-Level Shunt Active

Power Filter.ICIEM’10, Page(s): 414-418.

[5] Naba, A. 2009. Belajar Cepat Fuzzy Logic Menggunakan MATLAB. Yogyakarta: Andi

[6] Pramnamto, Aris. 2008. Analisis Penggunaan Single Tuned Filter Sebagai Salah Satu Solusi Masalah Harmonik Pada Beban Rumah Tangga. Jurnal Teknik Elektro Vol. 2, No. 1, Maret 2002.

[7] Sankaran, C. 2002. Power Quality. USA: CRC Press

[8] Saad, S.: Zellouma, S. 2009. Fuzzy Logic Controller For Three-Level

Shunt Active Filter Compensating Harmonics And Reactive Power,