Pemodelan dan Analisis Dinamika Sistem PLTB dengan Doubly-Fed Induction Generator

ANANG UNGGUL BIMANTARA, Husni Rois Ali, ST, M.Eng., Ph.D, DIC. ; Prof. Dr. Ir. Sasongko Pramono Hadi, DEA.

2023 | Skripsi | S1 TEKNIK ELEKTRO

Percepatan pengembangan energi terbarukan untuk penyediaan tenaga listrik terus digalakan oleh negara-negara Internasional dan di dalam negeri. Walaupun demikian energi terbarukan meningkat sangat sedikit di Indonesia dan hanya berkontribusi sebesar 13.83% dari pembangkitan listrik nasional di 2021 [1]. Salah satu faktor yang mendasari adalah studi mengenai pengoperasian pembangkit listrik dari tenaga angin, khususnya terkait dengan peran sistem kontrol pada pembangkit listrik tenaga angin, masih relatif terbatas. Peran sistem kontrol sangat penting di dalam kestabilan, keandalan, dan optimasi konversi daya pada pembangkit listrik. Salah satu pendekatan yang dapat dilakukan adalah dengan membuat pemodelan untuk menyelidiki pengaruh sistem kontrol konverter daya pada pembangkit listrik tenaga angin. Di antara beberapa pilihan generator yang digunakan pada sistem turbin angin, Doubly Fed Induction Generator (DFIG) adalah pilihan yang sering kali digunakan karena menawarkan keuntungan yaitu penangkapan daya angin yang dapat dioptimalkan berkat operasi kecepatan variabel. Beberapa tahapan dilakukan pada penelitian ini yang terdiri dari kajian literatur, penurunan persamaan dari literatur yang telah dikaji, pemodelan menggunakan MATLAB/Simulink, analisis steady-state mesin, analisis teknik kontrol, dan simulasi. Pada laporan ini akan ditinjau model matematis tiap komponen turbin angin untuk studi sistem tenaga. Beberapa pendekatan yang berbeda diusulkan dalam laporan untuk pemodelan turbin, generator, konverter sisi rotor, dan konverter sisi jaringan. Pada skripsi ini dilakukan pemodelan pada Simulink, disain kontrol dan simulasi, serta analisis steady-state dan analisis kontrol vektor DFIG. Simulasi dijalankan pada titik operasi yang bervariasi bergantung dari masukkan kecepatan angin yang berubah-ubah.

The accelerating development of renewable energy for the supply of electric power continues to be encouraged by international countries and domestically. However, renewable energy has increased very little in Indonesia and only contributes 13.83% of national electricity generation in 2021 [1]. One of the underlying factors is that studies on the operation of wind power plants, particularly related to the role of control systems in wind power plants, are still relatively limited. The role of the control system is very important in the stability, reliability and optimization of power conversion in power plants. One approach that can be taken is to create a model to investigate the effect of the power converter control system on wind power plants. Among several generator options used in wind turbine systems, the Doubly Fed Induction Generator (DFIG) is the choice that is often used because it offers the advantage of optimizing wind power capture thanks to variable speed operation. Several stages were carried out in this study which consisted of a literature review, derivation of equations from the literature that had been studied, modeling using MATLAB/Simulink, machine steady-state analysis, control engineering analysis, and simulation. This report will review the mathematical model of each wind turbine component for power system studies. Several different approaches are proposed in the report for modeling turbines, generators, rotor-side converters, and grid-side converters. In this thesis, Simulink modeling, control design and simulation, as well as steady-state analysis and DFIG vector control analysis are carried out. The simulation is run at operating points that vary depending on the input wind speed that varies.

Kata Kunci : DFIG, Doubly-Fed Induction Generator, PLTB, Generator Induksi, Simulink MATLAB, Pemodelan Generator, Konverter sisi-rotor, Konverter sisi-jaringan