Posted in Artikel

STATCOM SEBAGAI VOLTAGE REGULATOR DAN PENJAGA STABILITAS SISTEM PADA SISTEM DISTRIBUTED GENERATION

Permasalah energi terjadi di seluruh dunia. Cadangan energi berupa energi fosil semakin menurun. Padahal energi fosil memegang porsi yang besar dalam proses penyediaan energi listrik. Krisis energi ini diikuti dengan peningkatan kebutuhan listrik perkapita. Sehingga pemenuhan kebutuhan energi listrik dapat terancam jika hanya bergantung pada pembangkit dengan bahan bakar fosil.

Permasalahan tersebut menuntut pengembangan pemanfaatan energi baru terbarukan (EBT) dalam proses pemenuhan kebutuhan energi listrik. Sumber energi baru terbarukan yang dapat dikembangkan antara lain adalah surya, angin, air, dan biomassa. Sumber energi baru terbarukan ini lebih ramah lingkungan dibandingkan energi fosil. Pengembangan pemanfaatan Energi Baru Terbarukan (EBT) diikuti dengan pengembangan konsep Distributed Generation (DG).

 Capture

 Distributed Generation atau DG adalah teknologi pembangkitan energi listrik berskala kecil yang menghasilkan daya listrik di suatu tempat yang lebih dekat dengan konsumen dibandingkan dengan pembankit listrik pusat. Pembangkit ini dapat dihubungkan secara langsung ke konsumen, sistem distribusi, atau transmisi milik utility (DPCA, Distributed Power Coalition of America). Salah satu keuntungan dari skema DG adalah mengurangi pengeluaran untuk pembangunan jalur transmisi dan distribusi (T&D), mengurangi emisi, dan meningkatkan keandalan (Daly P. A., 2001).

Penggunaan generator induksi dalam konversi energi listrik menjadi sebuah pilihan dalam konsep Distributed Generation dan pembangkit energi terbarukan. Generator induksi memiliki sistem eksitasi yang sederhana, level kegagalan rendah, murah, dan perawatan yang mudah (Henderson D. S., 1996). Kekurangan generator induksi adalah tidak mampu mengontrol tegangan dan menghasilkan daya reaktif. Selain itu, generator induksi membutuhkan sumber daya reaktif untuk bekerja.

Teknologi elektronika daya menggeser penggunaan fixed capacitor ke penggunaan teknologi FACTS. Teknologi FACTS memungkinkan kompensasi yang lebih dinamis dan fleksibel karena mengikuti perubahan beban.

 Salah satu contoh teknologi FACTS adalah STATCOM Salah satu cara untuk mengontrol tegangan dan daya reaktif pada sistem adalah dengan pemasangan peralatan FACTS. Peralatan FACTS dapat diaplikasikan dalam saluran transmisi untuk meningkatkan keseimbangan daya reaktif, memperbaiki nilai tegangan dan meningkatkan stabilitas sistem transmisi energi listrik (Robandi, 2006).

Pemasangan peralatan STATCOM pada skema PLTMH berfungsi sebagai kontrol tegangan dan kontrol aliran daya. Selain itu, STATCOM berperan untuk meningkatkan stabilitas sistem saat terjadi gangguan (Noroozian M., 2003).

Salah satu gangguan yang dapat terjadi pada sistem Distributed Generation adalah saat suplai dari pembangkit utama terputus. Kondisi ini dinamakan kondisi loss of grid. Saat terjadi kondisi ini, beban yang harus disuplai oleh DG dapat melebihi kapasitas DG. Sehingga terjadi kondisi overload pada generator induksi. Hal tersebut dapat mengakibatkan penurunan tegangan pada jaringan DG (Yudha C. K,2013).

Pada kondisi loss of grid, generator induksi tidak mendapat sumber daya reaktif, sehingga membutuhkan sumber daya reaktif lain agar generator induksi tetap beroperasi. Kapasitor menjadi salah satu pilihan untuk mengkompensasi kebutuhan daya reaktif generator induksi saat terjadi kondisi loss of grid (Yudha C. K,2013). Pemasangan STATCOM memiliki keunggulan dibandingkan fixed capacitor karena dapat mengikuti perubahan beban.

 Capture

Cara Kerja STATCOM

STATCOM menghasilkan tegangan 3 fase oleh VSC dari kapasitor DC. Tegangan tersebut disinkronisasi dengan nilai sumber tegangan AC. Induktor berperan untuk menghubungkan keluaran inverter tersebut dengan busbar AC.

Capture

Pada dua sumber AC yang memiliki frekuensi sama dan dihubungkan dengan induktans seri, daya aktif mengalir dari sumber leading ke sumber yang lagging. Sementara daya reaktif mengalir dari sumber yang bertegangan lebih tinggi ke sumber yang bertegangan lebih rendah. Perbedaan sudut fase diantara dua sumber menentukan arah aliran daya aktif. Sementara perbedaan tegangan menentukan arah aliran daya reaktif. Sehingga STATCOM dapat digunakan untuk mengatur aliran daya reaktif dengan mengubah magnitude tegangan dari Voltage Source Converter (VSC) terhadap sumber tegangan yang terhubung ke bus.

Daftar Pustaka:

Tamrakar I., Shilpakar LB., Fernandes B.G., Nilsen R., “Voltage and frequency control of parallel operated synchronous generator and induction generator with STATCOM in micro hydro scheme”, Generation, Transmission & Distribution, IET, , Sept. 2007, vol. 1, no. 5, pp. 743-750

 Yudha, C. K., 2013, “Simulasi Karakteristik Motor Induksi Sebagai Generator pada Kondisi Loss of Grid menggunakan PSIM”, Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Universitas Gadjah Mada

Listyandi, L. R., 2013. Karakteristik Kerja Paralel Generator Induksi dengan Generator Sinkron, Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Universitas Gadjah Mada

Noroozian M., Petersson N.A, Thorvaldson B., Nilsson B. A., Taylor C. W., “Benefits of SVC and STATCOM for Electric Utility Application”, Transmission and Distribution Confrence and Exposition, 2003 IEEE PES, vol. 3, pp. 1143-1150, Sept. 2003

Daly P. A., Morrison J., “Understanding the Potential Benefits of Distributed Generation on Power Delivery Systems”, Rural Electric Power Conference, , May 2001, pp. A2/1-A213

Henderson, D.S., “Synchronous or Induction Generator? –The choice for small scale generation”, Opportunities and Advances in Int. Power Generation, IEE Conf, March 1996, (Publication No. 419), pp. 146-149

 Oleh: Diwangkara Bagus Nugraha (Magatrika 2010)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s