STRATEGI DROOP CONTROL 2×500 kW PWM RECTIFIER PARALEL TERKONEKSI BATERAI UNTUK KERETA HYBRID

Darma Adi Guna Alfat, Prof. Dr. Eng. Ir. F. Danang Wijaya, S.T., M.T., IPM. ; Ir. Eka Firmansyah, S.T., M.Eng., Ph.D., IPM.

2025 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Sistem kereta hybrid yang terhubung dengan baterai di Indonesia baru sampai pada tahap penelitian. Agar dapat diimplementasikan secara efektif dalam kehidupan nyata, maka perlu dilakukan analisis dan pengembangan pada semua bagiannya. Dalam penelitian ini, penulis berfokus pada nilai konstanta droop pada berbagai permintaan beban sehingga pembagian daya antara baterai dan generator dapat dioptimalkan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan gambaran rinci tentang nilai konstanta droop pada sistem droop control PWM rectifier dan menawarkan desain sistem PWM rectifier yang efisien untuk kereta hybrid. 

Penelitian ini memodelkan schematic SPWM rectifier menggunakan Matlab Simulink untuk menguji nilai konstanta droop hasil dari perhitungan sebagai manajemen sistem distribusi tenaga pada kereta hibrida dengan tetap mempertahankan ketentuan-ketentuan dari Peraturan Kementerian Transportasi No. 50 Tahun 2018. Skenario yang akan diujikan adalah Skenario Beban Penuh 1, Skenario Beban Penuh 2, Skenario Beban Sedang, dan Skenario Charging.

Schematic SPWM rectifier pada penelitian ini mampu mempertahankan arus dan tegangan sesuai dengan Peraturan Kementerian Transportasi No. 50 Tahun 2018 dengan ripple tegangan paling tinggi adalah pada skenario charging yaitu sebesar 0,92%. Ripple arus paling tinggi adalah pada skenario charging sebsear 0,92%. Efisiensi SPWM paling tinggi dicapai pada skenario charging yaitu 92% sampai dengan 99%. THD tegangan maksimal adalah 1.42% pada skenario Charging. THD arus maksimal adalah sebesar 4.98% pada skenario charging. Konstanta droop scenario beban penuh (2600 kW) 1 mendapatkan nilai  k_droop 0,98 dengan target daya aktif maksimal pada rectifier adalah 494 kW dengan power factor 0,70. Konstanta droop scenario beban penuh (2600 kW) 2 mendapatkan nilai  k_droop 0,99 dengan target daya aktif maksimal pada rectifier adalah 325 kW dengan power factor 0,50.  Konstanta  droop scenario beban sedang (1050 kW) mendapatkan nilai k_droop 0,99 dengan target daya aktif maksimal pada rectifier adalah 152,25 kW dengan power factor 0,69. Konstanta  droop scenario charging (650 kW) mendapatkan nilai k_droop 0,95 dengan target daya aktif maksimal pada rectifier adalah 325 kW dengan power factor 1.

The hybrid train system connected to the battery in Indonesia is only at the research stage. In order to be implemented effectively in real life, it is necessary to conduct analysis and development on all its parts. In this study, the author focuses on the droop constant value at various load demands so that the power distribution between the battery and the generator can be optimized. This study aims to obtain a detailed picture of the droop constant value in the PWM rectifier droop control system and to offer an efficient PWM rectifier system design for hybrid trains.

This study models the SPWM rectifier scheme using Matlab Simulink to test the droop constant value resulting from the calculation as a power distribution management system on hybrid trains while maintaining the provisions of the Ministry of Transportation Regulation No. 50 of 2018. The scenarios to be tested are Full Load Scenario 1, Full Load Scenario 2, Medium Load Scenario, and Charging Scenario.

The SPWM rectifier scheme in this study is able to maintain the current and voltage in accordance with the Ministry of Transportation Regulation No. 50 of 2018 with the highest ripple voltage in the charging scenario, which is 0.92%. The highest current ripple is in the charging scenario of 0.92%. The highest SPWM efficiency is achieved in the charging scenario, which is 92% to 99%. The maximum voltage THD is 1.42% in the Charging scenario. The maximum current THD is 4.98% in the charging scenario. Th droop constant of the full load scenario (2600 kW) 1 gets a k_droop value of 0.98 with a maximum active power target on the rectifier of 494 kW with a power factor of 0.70. The droop constant of the full load scenario (2600 kW) 2 gets a k_droop value of 0.99 with a maximum active power target on the rectifier of 325 kW with a power factor of 0.50. The droop constant of the medium load scenario (1050 kW) gets a k_droop value of 0.99 with a maximum active power target on the rectifier of 152.25 kW with a power factor of 0.69. The droop constant for the charging scenario (650 kW) gets a k_droop value of 0.95 with a maximum active power target on the rectifier of 325 kW with a power factor of 1.

Kata Kunci : SPWM rectifier, droop control, power sharing