TESIS TE142599 DETEKSI ISLANDING PADA PHOTOVOLTAIC

TESIS – TE142599

DETEKSI ISLANDING PADA PHOTOVOLTAIC

TERHUBUNG GRID BERBASIS TRANSFORMASI

WAVELET

AGGIE BRENDA VERNANDEZ

07111650010001

DOSEN PEMBIMBING

Dedet Candra Riawan, S.T., M.Eng., Ph.D.

Dr. Dimas Anton Asfani, S.T., MT.

PROGRAM MAGISTER

BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI ELEKTRO

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2018

TESIS – TE142599


TERHUBUNG GRID BERBASIS TRANSFORMASI

WAVELET

AGGIE BRENDA VERNANDEZ

07111650010001

DOSEN PEMBIMBING

Dedet Candra Riawan, S.T., M.Eng., Ph.D.

Dr. Dimas Anton Asfani, S.T., MT.

PROGRAM MAGISTER

BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI ELEKTRO

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2018

Ill

iv

Halaman ini sengaja dikosongkan

v

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi keseluruhan Tesis saya dengan

judul “DETEKSI ISLANDING PADA PHOTOVOLTAIC TERHUBUNG

GRID BERBASIS TRANSFORMASI WAVELET” adalah benar-benar hasil

karya intelektual mandiri, diselesaikan tanpa menggunakan bahan-bahan yang tidak

diijinkan dan bukan merupakan karya pihak lain yang saya akui sebagai karya

sendiri.

Semua referensi yang dikutip maupun dirujuk telah ditulis secara lengkap

pada daftar pustaka. Apabila ternyata pernyataan ini tidak benar, saya bersedia

menerima sanksi sesuai peraturan yang berlaku.

Surabaya, Mei 2018

Aggie Brenda Vernandez

NRP. 07111650010001

vi


vii


TERHUBUNG GRID BERBASIS TRANSFORMASI WAVELET

Nama mahasiswa : Aggie Brenda Vernandez

NRP : 07111650010001

Pembimbing : 1. Dedet Candra Riawan, S.T., M.Eng., Ph.D

2. Dr. Dimas Anton Asfani, S.T., MT.

ABSTRAK

Inverter current source terhubung grid membutuhkan metode kontrol daya

ataupun arus agar dapat mensuplai daya dengan menyesuaikan kebutuhan daya

pada grid. Penelitian ini menggunakan teknik kontrol arus pada sumbu dq dengan

transformasi Clark-Park sehingga daya output inverter dapat dikontrol secara

terpisah. Pemodelan photovoltaic sebagai sumber daya inverter memberikan

transfer daya yang berubah-ubah sesuai kondisi iradiasi matahari. Dengan teknik

kontrol arus yang digunakan pada inverter terbukti dapat mengatasi permasalahan

perubahan iradiasi dengan menjaga konstan arus output inverter sesuai referensi.

Inverter pada penelitian ini dilengkapi dengan algoritma anti-islanding

menggunakan transformasi wavelet. Algoritma ini terbukti dapat mengenali kondisi

islanding pada berbagai tipe beban dan dengan berbagai kemungkinan

keseimbangan dan ketidakseimbangan daya inverter dengan daya beban saat

islanding terjadi. Selain itu, algoritma yang dirancang terbukti tidak bekerja saat

kondisi normal dengan skema perubahan daya inverter ke grid dan perubahan

beban.

Kata kunci: inverter, islanding, photovoltaic, transformasi Clark-Park, wavelet

viii


ix

ISLANDING DETECTION ON GRID-CONNECTED

PHOTOVOLTAIC BASED ON WAVELET

TRANSFORMATION

By : Aggie Brenda Vernandez

Student Identity Number : 07111650010001

Supervisor(s) : 1.Dedet Candra Riawan, S.T., M.Eng., Ph.D

2.Dr. Dimas Anton Asfani, S.T., MT.

ABSTRACT

The grid-connected current source inverter requires a power or current

control method in order to supply power by adjusting the power requirements of the

grid. This research uses current control technique on dq-axis by Clark-Park

transformation so that the output power of the inverter can be controlled separately.

Photovoltaic modeling as an inverter source provides a power transfer that varies

according to the conditions of solar irradiation. The current control technique used

in the inverter has been shown to overcome the irradiation problem by keeping the

inverter output current remain constant according to the reference. The inverter in

this study is equipped with anti-islanding algorithm using wavelet transformation.

This algorithm has been proven to recognize islanding conditions in various types

of loads and with various possibilities of equilibrium and unbalance of inverter

power with load at islanding. In addition, the designed algorithm proved to be not

working during normal conditions with the scheme of inverter power and load

changes.

Key words: Clark-Park transformation, inverter, islanding, photovoltaic, wavelet

x


xi

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT,

atas segala karunia dan ridho-NYA, sehingga tesis dengan judul “Deteksi Islanding

pada Photovoltaic Terhubung Grid Berbasis Transformasi Wavelet” ini dapat

terselesaikan.

Tesis ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh

gelar Magister Teknik (M.T.) dalam bidang keahlian Teknik Sistem Tenaga pada

program studi Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat

dan menghaturkan terima kasih yang sebesar-besarnya, kepada :

1. Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW atas berkah dan rahmat serta

karunin yang telah diberikan pada penulis.

2. Bapak Dedet Candra Riawan, S.T., M.Eng., Ph.D dan Dr. Dimas Anton

Asfani, S.T., M.T. yang telah membimbing dan membantu mengarahkan

penulis dalam penyelesaian tesis ini.

3. Bapak Supari Priambodo dan Ibu Siti Choeriyah selaku kedua orang tua

penulis yang telah memberikan dukungan dan sabar menanti selama penulis

menempuh perkuliahan dan pengerjaan tesis, serta M.Arden Abdalla

sebagai adik kandung penulis.

4. Sahabat-sahabat kuliah satu angkatan Bung Tirta, Bung Tauruski, Prof

Wahyudi, Adam, Viko, Aldi, Andri, Alex, Santi, Maya, Elok.

5. Sahabat-sahabat Lab Konversi Energi Mas Iwan Edogawa, Mas Firial,

Darma dan teman seperjuangan kuliah Mas Labib leko-leko, Mas Belly,

Mas Restu, Om Hedi, Pak Samsudin, dkk.

Dengan keterbatasan pengalaman dan ilmu, penulis menyadari bahwa tesis

ini masih banyak kekurangan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran untuk

memperbaiki penelitian dan penulisan karya ilmiah di masa yang akan datang.

Surabaya, Mei 2018

Penulis

xii


xiii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS ..................................................................... v

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ........................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ........................................................................................... xi

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xvii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xxi

BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 2

1.3 Tujuan ....................................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

1.5 Kontribusi ................................................................................................. 2

1.6 Metodologi Penelitian ............................................................................... 3

BAB 2 SISTEM PHOTOVOLTAIC TERHUBUNG GRID DAN

DETEKSI ISLANDING ......................................................................................... 5

2.1 Sistem PV Terhubung Grid ....................................................................... 5

2.1.1 Photovoltaic ...................................................................................... 6

2.1.2 Inverter Satu Fasa .............................................................................. 7

2.1.3 Kontrol Operasi On-Grid ................................................................ 10

2.2 Kondisi Grid-Fail ................................................................................... 11

2.2.1 Fenomena Islanding ........................................................................ 11

2.2.2 Deteksi Islanding ............................................................................ 13

2.2.3 Anti-Islanding Protection ................................................................ 13

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN................................................................ 17

3.1 Proses Penelitian ..................................................................................... 17

3.2 Sizing Komponen.................................................................................... 18

xiv

3.3 Pemodelan Sistem Photovoltaic .............................................................. 20

3.4 Konfigurasi Current Source Inverter pada Sistem Photovoltaic

Terhubung Grid ....................................................................................... 24

3.4.1 Phase Locked Loop .......................................................................... 25

3.4.2 Low Pass Filter ................................................................................ 26

3.4.3 Transformasi Clark-Park ................................................................. 27

3.4.4 Pengaturan daya Aktif dan Reaktif .................................................. 28

3.5 Metode Anti-Islanding ............................................................................. 29

3.5.1 Discrete Wavelet Transformation .................................................... 29

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 33

4.1 Pengujian Model Photovoltaic ................................................................ 33

4.2 Karakteristik Inverter Current Source terhubung grid. ........................... 35

4.2.1 Keadaan Steady State ...................................................................... 35

4.2.2 Respon close-loop ........................................................................... 38

4.3 Kondisi Grid-Fail .................................................................................... 42

4.3.1 Powermatch ..................................................................................... 42

4.3.2 Over P dan Q Match ........................................................................ 43

4.3.3 Over Q dan P-Match ....................................................................... 44

4.3.4 Over PQ ........................................................................................... 46

4.3.5 Under P dan Q-Match ..................................................................... 47

4.3.6 Under Q dan P Match ..................................................................... 49

4.3.7 Under PQ ......................................................................................... 50

4.4 Validasi Teknik Anti-Islanding terhadap Kondisi Islanding ................... 55

4.4.1 Skema Power match ........................................................................ 56

4.4.2 Skema Over Power .......................................................................... 60

4.4.3 Skema Under Power ........................................................................ 67

4.5 Validasi Teknik Anti-Islanding terhadap Kondisi Normal...................... 76

4.5.1 Kondisi Normal dengan Perubahan Daya Inverter .......................... 76

4.5.2 Kondisi Normal dengan Perubahan Beban ...................................... 77

BAB 5 KESIMPULAN ......................................................................................... 79

5.1 Kesimpulan .............................................................................................. 79

5.2 Saran ........................................................................................................ 79

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 81

xv

LAMPIRAN .......................................................................................................... 83

DAFTAR INDEX ................................................................................................. 85

xvi


xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem PV Terhubung Grid ................................................................. 5

Gambar 2.2 Rangkaian Ekuivalen Photovoltaic ..................................................... 6

Gambar 2.3 Karakteristik Modul PV Kyocera KC200GT [6] ................................ 7

Gambar 2.4 Konfigurasi Current Source Inverter Satu Fasa .................................. 8

Gambar 2.5 Pola Pensaklaran SPWM ..................................................................... 9

Gambar 2.6 Tipe Filter CSI ..................................................................................... 9

Gambar 2.7 Skema Kontrol Operasi On-Grid....................................................... 10

Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Saat Grid-Fail .................................................. 11

Gambar 2.9 Fenomena Islanding Powermatch ..................................................... 12

Gambar 2.10 Fenomena Islanding Overvoltage ................................................... 12

Gambar 2.11 Fenomena Islanding Undervoltage ................................................. 12

Gambar 2.12 Deteksi Islanding ............................................................................. 13

Gambar 2.13 Proses Dekomposisi dan Rekonstruksi Single Level

Discrete Wavelet ................................................................................................... 15

Gambar 2.14 Dekomposisi Sinyal Multi Level..................................................... 15

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Penelitian ......................................................... 17

Gambar 3.2 Daerah kerja Photovoltaic Generation System ................................. 20

Gambar 3.3 Rangkaian ekivalen PV pada Simulink ............................................. 21

Gambar 3.4 Pendekatan Rangkaian ekivalen PV pada Simulink ......................... 21

Gambar 3.5 Bentuk Akhir Model PV ................................................................... 22

Gambar 3.6 Susunan Blok Arus Photocurrent ..................................................... 23

Gambar 3.7 Susunan Blok Arus Saturasi Dioda ................................................... 23

Gambar 3.8 Susunan Block Sumber Arus ............................................................ 24

Gambar 3.9 Blok Sistem Keseluruhan .................................................................. 24

Gambar 3.10 Detail Konfigurasi Sistem ............................................................... 25

Gambar 3.11 Phase Locked Loop ......................................................................... 26

Gambar 3.12 Rangkaian Pensaklaran SPWM dengan Pengaturan Daya

Inverter .................................................................................................................. 29

xviii

Gambar 3.13 Filter dekomposisi dan rekonstruksi Daubichies wavelet

db2 ......................................................................................................................... 30

Gambar 3.14 Blok Discrete Wavelet Transformation ........................................... 31

Gambar 3.15 Diagram Alir Deteksi Islanding ....................................................... 31

Gambar 4.1 Kurva Karakteristik I-V dan P-V pada Pemodelan PV

KC200GT .............................................................................................................. 33

Gambar 4.2 Kurva Karakteristik I-V dan P-V pada Pemodelan PV

KC200GT 15 seri dan 2 paralel ............................................................................. 34

Gambar 4.3 Perbesaran kurva karakteristik I-V pada iradian 1000W/m2

............................................................................................................................... 34

Gambar 4.4 Tegangan dan Arus PV ...................................................................... 35

Gambar 4.5 Arus Inverter Sebelum Difilter .......................................................... 35

Gambar 4.6 Bentuk Gelombang dan THD Arus Output Inverter.......................... 36

Gambar 4.7 Tegangan, Arus, dan Daya Inverter Tanpa VAR Support ................. 37

Gambar 4.8 Tegangan, Arus, dan Daya Inverter Dengan VAR Support .............. 38

Gambar 4.9 Karakteristik Parameter Kontrol, Tegangan, dan Arus

Inverter pada Perubahan Nilai Arus Referensi ...................................................... 39

Gambar 4.10 Respon Arus Id dan Iq terhadap Perubahan Nilai

Referensi ................................................................................................................ 40

Gambar 4.11 Karakteristik Parameter Kontrol, Tegangan, dan Arus

Inverter pada Perubahan Nilai Iradiasi Matahari. .................................................. 41

Gambar 4.12 Islanding Powermatch Beban Resisitf............................................. 42

Gambar 4.13 Islanding Powermatch Beban Induktif ............................................ 42

Gambar 4.14 Islanding Powermatch Beban Kapasitif .......................................... 43

Gambar 4.15 Islanding Over P dan Q-Match Beban Resistif ............................... 44

Gambar 4.16 Islanding Over P dan Q-Match Beban Induktif .............................. 44

Gambar 4.17 Islanding Over P dan Q-Match Beban Kapasitif ............................. 44

Gambar 4.18 Islanding over Q dan P-Match Beban Resistif ................................ 45

Gambar 4.19 Islanding over Q dan P-Match Beban Induktif ............................... 45

Gambar 4.20 Islanding over Q dan P-Match Beban Kapasitif ............................. 45

Gambar 4.21 Islanding Over PQ Beban Resistif .................................................. 46

Gambar 4.22 Islanding Over PQ Beban Induktif .................................................. 47

xix

Gambar 4.23 Islanding Over PQ Beban Kapasitif............................................... 47

Gambar 4.24 Islanding Under P dan Q-Match Beban Resistif ............................ 48

Gambar 4.25 Islanding Under P dan Q-Match Beban Induktif ............................ 48

Gambar 4.26 Islanding Under P dan Q-Match Beban Kapasitif .......................... 48

Gambar 4.27 Islanding Under Q dan P-Match Beban Resistif ............................ 49

Gambar 4.28 Islanding Under Q dan P-Match Beban Induktif ............................ 50

Gambar 4.29 Islanding Under Q dan P-Match Beban Kapasitif .......................... 50

Gambar 4.30 Islanding Under PQ Beban Resistif ................................................ 51

Gambar 4.31 Islanding Under PQ Beban Induktif ............................................... 51

Gambar 4.32 Islanding Under PQ Beban Kapasitif ............................................. 51

Gambar 4.33 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat

Powermatch .......................................................................................................... 57

Gambar 4.34 Transformasi Wavelet Beban Resistif Saat Powermatch ................ 58

Gambar 4.35 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Powermatch ................ 58

Gambar 4.36 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Powermatch .............. 59

Gambar 4.37 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Over P dan

Q-Match ................................................................................................................ 61

Gambar 4.38 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Over P dan Q-

Match..................................................................................................................... 61

Gambar 4.39 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Over P dan Q-

Match..................................................................................................................... 62

Gambar 4.40 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Over P dan

Q-Match ................................................................................................................ 62

Gambar 4.41 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Over Q

dan P-Match .......................................................................................................... 63

Gambar 4.42 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Over P dan Q-

Match..................................................................................................................... 63

Gambar 4.43 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Over P dan Q-

Match..................................................................................................................... 64

Gambar 4.44 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Over P dan

Q-Match ................................................................................................................ 64

Gambar 4.45 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Over PQ ............... 65

xx

Gambar 4.46 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Over PQ ....................... 65

Gambar 4.47 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Over PQ ...................... 66

Gambar 4.48 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Over PQ .................... 66

Gambar 4.49 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Under P

dan Q-Match .......................................................................................................... 69

Gambar 4.50 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Under P dan

Q-Match ................................................................................................................. 69

Gambar 4.51 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Under P dan

Q-Match ................................................................................................................. 70

Gambar 4.52 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Under P dan

Q-Match ................................................................................................................. 70

Gambar 4.53 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Under Q

dan P-Match .......................................................................................................... 71

Gambar 4.54 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Under Q dan

P-Match ................................................................................................................. 71

Gambar 4.55 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Under Q dan

P-Match ................................................................................................................. 72

Gambar 4.56 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Under Q dan

P-Match ................................................................................................................. 72

Gambar 4.57 Daya, Tegangan dan Arus Beban Resistif saat Under PQ .............. 73

Gambar 4.58 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Under PQ .................... 73

Gambar 4.59 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Under PQ .................... 74

Gambar 4.60 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Under PQ .................. 74

Gambar 4.61 Daya, Tegangan, Arus, dan Hasil Transformasi Wavelet

saat Terjadi Perubahan Daya Inverter ................................................................... 77

Gambar 4.62 Daya, Tegangan, Arus, dan Hasil Transformasi Wavelet

saat Terjadi Perubahan Beban ............................................................................... 78

xxi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pensaklaran CSI satu fasa [8] ................................................................. 8

Tabel 3.1 Parameter modul KC200GT di (STC) 250C, 1000 W/m2 ..................... 18

Tabel 3.2 Parameter model yang telah disesuaikan pada keadaan

nominal dari PV tipe KC200GT ........................................................................... 20

Tabel 3.3 Koefisien Filter Dekomposisi Daubichies p=2 (db2) ........................... 30

Tabel 4.1 THD arus output inverter ...................................................................... 36

Tabel 4.2 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi Powermatch ............... 57

Tabel 4.3 Waktu Deteksi dan Nilai Maksimum Absolut Detail

Powermatch .......................................................................................................... 59

Tabel 4.4 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi Over P dan Q-

match ..................................................................................................................... 60

Tabel 4.5 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi Over Q dan P-

match ..................................................................................................................... 60

Tabel 4.6 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi Over PQ...................... 60

Tabel 4.7 Waktu Deteksi dan Nilai Maksimum Absolut Detail Over

Power .................................................................................................................... 67

Tabel 4.8 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi P-under dan

Q-match ................................................................................................................. 68

Tabel 4.9 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi P-match dan

Q-under ................................................................................................................. 68

Tabel 4.10 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi P-under dan

Q-under ................................................................................................................. 68

Tabel 4.11 Waktu Deteksi dan Nilai Maksimum Absolut Detail Under

Power .................................................................................................................... 75

Tabel 4.12 Hasil Resume Skema Islanding .......................................................... 75

Tabel 4.13 Skema Perubahan Daya Inverter ......................................................... 76

Tabel 4.14 Skema Perubahan Daya Inverter ......................................................... 77

xxii


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem tenaga listrik terdiri dari generator pembangkit, saluran

transmisi dan beban, di mana umumnya menggunakan pembangkit terpusat/sentral

dengan kapasitas besar. Rugi-rugi saluran proporsional terhadap besar arus listrik

yang disalurkan dan panjang saluran transmisi. Oleh karena itu muncul gagasan

untuk menempatkan generator kapasitas kecil yang terdistribusi di dekat beban

untuk menekan angka rugi-rugi saluran. Sumber energi baru dan terbarukan banyak

digunakan dalam sistem pembangkit tersebar. misal photovoltaic (PV), wind

turbine, micro-hydro, dan sebagainya. Perawatan PV relatif mudah dan teknologi

terus dikembangkan dalam meningkatkan efisiensi PV. Penyusunan seri dan paralel

dari modul PV dapat dilakukan untuk meningkatkan tegangan dan arus output

hingga ke level tertentu. Sistem PV memerlukan inverter dan filter low-pass agar

dapat terhubung dengan grid dengan memenuhi persyaratan tegangan minimum

pada sisi grid.

Ada beberapa skenario yang dapat terjadi dari pemodelan PV yang

terhubung ke grid dan beban. Salah satunya adalah kondisi islanding, di mana

kondisi ini merupakan keadaan saat grid lepas dari sistem namun PV masih

terhubung dengan beban. Hal ini memungkinkan beban masih mendapat suplai

daya dari PV dimana tegangan yang muncul akibat karakteristik dari current source

tidak stabil dan dapat mengakibatkan kerusakan pada beban dan inverter. Oleh

karena itu diperlukan pemutus/breaker pada inverter yang bertujuan memutus

suplai daya dari inverter ke beban.

Metode dalam mengenali kondisi islanding ada beberapa macam seperti

metode local technique dan remote technique [1] . Keunggulan metode local adalah

dari sisi harga yang lebih ekonomis dan waktu deteksi yang cepat. Metode local

dapat dikatagorikan menjadi metode active dan passive. Transformasi wavelet

adalah salah satu metode signal processing yang dapat digunakan [2] dan dapat

2

digabungkan dengan metode pasif dengan mensensing tegangan di titik sambungan

utama sistem / point of common coupling (PCC).

1.2 Rumusan Masalah

Perumusan masalah yang dibahas dalam tesis ini adalah terkait data yang

digunakan untuk kemudian diproses menggunakan metode deteksi islanding.

Selanjutnya metode yang digunakan pada deteksi islanding untuk mengolah data

agar didapat output berupa keputusan islanding atau bukan. Rumusan terakhir

terkait hasil yang diperoleh dari metode yang digunakan.

1.3 Tujuan

Tujuan penelitian tesis ini antara lain adalah mengolah data sinyal

tegangan yang terukur pada Point of Common Coupling (PCC) secara kontinyu

terhadap waktu menggunakan metode transformasi wavelet dengan teknik

threshold untuk mengenali kondisi islanding. Tujuan akhir adalah memperoleh

hasil berupa keputusan apakah tergolong kondisi islanding atau tidak.

1.4 Batasan Masalah

Penelitian ini memiliki ruang lingkup yang membatasi permasalahan yang

akan dikaji. Batasan ini antara lain adalah sebagai berikut :

1. Simulasi menggunakan MATLAB/Simulink R2015b untuk memodelkan

sistem dengan berbagai variasi beban dan fenomena islanding.

2. Signal processing yang digunakan adalah transformasi wavelet diskrit.

3. Faktor daya beban pada tipe beban yang sama diasumsikan tetap pada kasus

islanding yang berbeda.

1.5 Kontribusi

Kontribusi yang diharapkan dari hasil penelitian tesis adalah dapat

memodelkan sistem photovoltaic terhubung grid dengan kemampuan pengaturan

arus secara close-loop dan dilengkapi dengan metode deteksi islanding.

3

1.6 Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan pada penelitian ini antara lain :

1. Studi Literatur dan pengumpulan data

Studi literatur mencakup studi untuk teori photovoltaic, topologi inverter

beserta teknik switchingnya, dan teknik pengaturan arus/daya inverter. Selain

itu juga dilakukan studi algoritma deteksi dengan menggunakan transformasi

wavelet secara diskrit.

2. Pemodelan Sistem

Model sistem keseluruhan terdiri dari photovoltaic, current source inverter,

beban, dan grid. Algoritma deteksi islanding dirancang sedemikian rupa

sehingga dapat mengenali kondisi sistem (normal atau islanding).

3. Simulasi

Simulasi dilakukan dengan berbagai tipe beban (resistif, induktif, kapasitif)

pada kondisi islanding agar didapatkan fenomena islanding. Selain itu

dilakukan skema perubahan daya output inverter dan penambahan atau

pelepasan beban untuk melihat perubahan tegangan yang telah ditransformasi.

4. Analisa

Hasil simulasi yang berupa koefisien detail dari transformasi tegangan diamati

dan kemudian dilakukan penentuan nilai threshold untuk membedakan kondisi

islanding dengan kondisi normal. Setelah itu pengujian algoritma deteksi

dilakukan masing-masing pada kondisi islanding dan kondisi normal. Jika

algoritma deteksi salah mengenali kondisi islanding sebagai kondisi normal

dan/atau sebaliknya, maka dilakukan pergeseran nilai threshold agar dapat

mengenali kondisi islanding dengan baik.

5. Kesimpulan

Langkah terakhir adalah penarikan kesimpulan berdasarkan data-data yang

diperoleh dari hasil simulasi dan analisa.

4


5

BAB 2

SISTEM PHOTOVOLTAIC TERHUBUNG GRID DAN

DETEKSI ISLANDING

Output dari photovoltaic berupa arus listrik searah, sehingga untuk

membuat sistem PV yang dapat terhubung grid maka diperlukan inverter sebagai

konverter daya. Pada kondisi grid-fail, kondisi dimana tegangan grid hilang dari

sistem interkoneksi PV, beban lokal dan jaringan masih tersuplai daya dari PV. Hal

ini memunculkan fenomena islanding dengan tegangan yang muncul bersifat

destruktif, yaitu dapat berupa harmonik tinggi, under voltage maupun over voltage.

Dalam mengatasi hal ini maka diperlukan sistem proteksi berupa metode anti-

islanding yaitu metode untuk mengenali kondisi grid-fail, di mana outputnya adalah

memberi perintah kepada relay yang terhubung PV agar putus dalam rangka

memproteksi beban dan inverter.

2.1 Sistem PV Terhubung Grid

Sistem PV terhubung grid dapat dimodelkan dengan PV dan grid sebagai

sumber daya, inverter, beban lokal dan jaringan, serta impedansi saluran seperti

yang terlihat pada Gambar 2.1, dengan karakteristik komponen penyusunnya akan

dijelaskan pada subbab berikutnya.

Local

Load

Network

Z lineInverter

GridPV

PCC

Gambar 2.1 Sistem PV Terhubung Grid

6

2.1.1 Photovoltaic

Photovoltaic (PV), sering juga disebut sel surya/solar cell, adalah

peralatan listrik berbahan material semikonduktor yang dapat mengubah energi

foton dari radiasi sinar matahari menjadi energi listrik arus searah. Sel tunggal PV

memiliki output tegangan dan arus yang sangat kecil. Pada umumnya modul PV

merupakan susunan/array dari beberapa sel PV yang disusun seri dan parallel agar

didapatkan tegangan dan arus yang cukup untuk dikonsumsi.Sebuah sel tunggal PV

dapat direpresentasikan sebagai rangkaian ekuivalen seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Rangkaian Ekuivalen Photovoltaic

Dimana Iph, Id, dan Ip masing-masing adalah arus yang dihasilkan dari efek

photoelectric, arus dioda, dan arus yang melewati resistor Rp. Rs adalah resistansi

seri, Rp adalah resistansi paralel, Icell adalah arus output PV, dan Vcell adalah

tegangan output PV. Berdasarkan Gambar 2.2, arus output dari sel tunggal PV dapat

diformulasikan menjadi

cell ph D pI I I I= − − (2.1)

Dengan [3]

( )ph I n

n

GI Isc K T T

G

= + −

(2.2)

Dapat dilihat pada persamaan 2.2 bahwa nilai photocurrent (Ip)

dipengaruhi oleh parameter arus short-circuit (Isc), konstanta arus (KI), temperatur

(T), dan iradian (G). Arus dioda dan arus paralel masing dapat dihitung

menggunakan [4].

7

( )

0 1

cell s cell

s

V R I q

AkTN

DI I e

+

= −

, cell s cell

p

p

V R II

R

+= (2.3)

Dengan arus saturasi dioda Io [5].

( )

1

OCn V

s

SC n Io V K T q

AkTN

I K TI

e

+

+ =

−

(2.4)

Kurva karakteristik arus dan tegangan pada modul PV yang berubah

terhadap temperature dan iradian masing-masing dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Karakteristik Modul PV Kyocera KC200GT [6]

2.1.2 Inverter Satu Fasa

Inverter adalah rangkaian elektronika daya yang berfungsi mengkonversi

daya listrik arus searah (DC) menjadi bolak-balik (AC). Sebuah inverter satu fasa

membutuhkan 4 buah saklar semikonduktor untuk beroperasi dan sebuah rangkaian

4 pengendali [7]. Ada dua tipe inverter yang paling umum digunakan, yaitu sebagai

current source inverter (CSI) dan sebagai voltage source inverter (VSI). VSI adalah

model inverter yang disuplai sumber tegangan yang konstan, sedangkan CSI adalah

model inverter yang disuplai sumber arus yang konstan. Rangkaian CSI

ditunjukkan pada Gambar 2.4.

8

Gambar 2.4 Konfigurasi Current Source Inverter Satu Fasa

Inverter membutuhkan sinyal pensaklaran agar dapat beroperasi. Teknik modulasi

yang sering digunakan adalah teknik carrier based, diantaranya sinusoidal pulse

width modulation (SPWM), teknik space vector (SV), dan teknik selective

harmonic elimmination (SHE). Diantara teknik switching tersebut, SPWM adalah

teknik yang paling sederhana yaitu dengan membandingkan sinyal sinusoidal

sebagai sinyal modulasi/modulation dengan sinyal segitiga sebagai sinyal

pembawa/carrier. Kondisi pensaklaran CSI dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Pensaklaran CSI satu fasa [8]

State Q1 Q2 Q3 Q4 output

1 1 0 0 1 i11

2 0 1 1 0 −i1

3 1 1 0 0 0

4 0 0 1 1 0

forbidden 0 0 0 0 NaN

State forbidden aalah kondisi terlarang dan harus dihindari dimana semua saklar

mati dan tidak ada jalur arus/current path dari sumber arus. Pola pensaklaran

ditunjukkan pada Gambar 2.5, dengan sinyal switching untuk Q3 adalah NOT dari

Q1 dan sinyal switch Q4 adalah NOT dari sinyal Q2.

9

Gambar 2.5 Pola Pensaklaran SPWM

Selain sinkronisasi fasa, merujuk pada standar IEEE dan IEC sistem PV

yang terhubung grid harus memenuhi syarat untuk total harmonic distortion dari

arus yang diinjeksikan ke grid kurang dari lima persen (ITHD<5%) [9]. Dalam

rangka mencapai kondisi ini diperlukan pemasangan low pass filter (LPF) pada

output inverter. Konfigurasi filter yang dapat digunakan pada CSI yaitu C filter, CL

filter, dan CLC filter

Gambar 2.6 Tipe Filter CSI

10

2.1.3 Kontrol Operasi On-Grid

Dalam rangka mengatur injeksi daya dari PV ke grid secara independen

(pengaturan daya aktif dan reaktif secara terpisah) dibutuhkan suatu metode kontrol

operasi. Konrol operasi on-grid dapat berupa voltage control pada VSI maupun

current control pada CSI.

dj

U

I

E

jXsIgrid

Xs

E U gridinverter

I

Gambar 2.7 Skema Kontrol Operasi On-Grid

Dari Gambar 2.7 dapat diformulasikan [10]

sin cos

s

s

E U jX I

E X Id j

= +

= (2.5)

Daya aktif dan reaktif dapat dihitung dengan

cos sins

UEP UI

Xj d= = (2.6)

2

coss s

UE UQ

X Xd= − (2.7)

Pada teknik pensaklaran SPWM, nilai indeks modulasi (rasio gelombang

sinus dengan segitiga) proporsional terhadap tegangan yang terbangkit pada VSI

dan proporsional terehadap arus yang terbangkit pada CSI. Nilai dari sudut d

(selisih antara tegangan/arus PV dengan tegangan grid) dapat diatur pergeserannya

dengan memberikan tambahan perubahan nilai sudut yang didapat dari rangkaian

Phase Locked Loop (PLL). Pada VSI nilai daya aktif dapat diatur dengan mengganti

nilai tegangan E dan sudut d, sedangkan pada CSI dengan mengubah nilai arus

inverter (2.6). Nilai daya reaktif dapat diatur dengan mengubah sudut d pada CSI,

sedangkan pada VSI dengan mengubah nilai E dan d (2.7).

11

2.2 Kondisi Grid-Fail

Kondisi grid-fail atau sering juga disebut islanding merupakan fenomena

hilangnya tegangan grid dari sistem inverter terhubung grid. Photovoltaic sebagai

sumber inverter tetap terhubung dan menyalurkan arus ke jaringan sebesar IPVGS

(photovoltaic generation system current). Hal ini menyebabkan muncul harmonik

tinggi dari proses pensaklaran inverter serta perubahan tegangan dan arus ke beban

sehingga berdampak kerusakan pada peralatan. Sesuai dengan standard IEEE 929-

1988 dan IEEE 1547-2003, PV harus berhenti beroperasi di bawah 2 detik terhitung

dari kondisi islanding.

Z line Z line

NetworkLocal

load gridIPVGS

Open

Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Saat Grid-Fail

2.2.1 Fenomena Islanding

Fenomena islanding dapat diklasifikasikan berdasarkan perbedaan nilai

daya aktif dan reaktif antara DG dengan beban. Saat daya DG lebih dari daya beban

maka akan muncul kondisi tegangan lebih/over voltage. Apabila daya DG kurang

dari daya beban maka akan terjadi tegangan turun/under voltage. Kondisi saat daya

DG sama dengan daya beban maka akan terjadi kondisi powermatch, dimana

tegangan DG akan sama degan tegangan beban sesaat sebelum dan sesudah kondisi

islanding. Fenomena islanding pada beban resistif ditunjukkan pada Gambar 2.9,

Gambar 2.10, dan Gambar 2.11.

12

arusTegangan terfaktorisasi 30

islanding

Gambar 2.9 Fenomena Islanding Powermatch

islanding


Gambar 2.10 Fenomena Islanding Overvoltage

islanding


Gambar 2.11 Fenomena Islanding Undervoltage

13

2.2.2 Deteksi Islanding

Teknik dalam mendeteksi islanding dapat diklasifikasikan menjadi local

technique dan remote technique. Dimana local technique dapat dikategorikan

menjadi tipe aktif, pasif, dan hybrid [1]. Perbedaan utama dari kedua metode ini

adalah pada metode pasif hanya mengamati perubahan nilai parameter yang

spesifik seperti tegangan, harmonik [11], frekuensi [12], dan dan pergeseran fasa

[13]. Sedangkan pada metode aktif memberikan injeksi gangguan pada sistem.

Metode pemrosesan sinyal/signal processing dapat digunakan untuk meningkatkan

peforma dari metode passive technique.

Gambar 2.12 Deteksi Islanding

2.2.3 Anti-Islanding Protection

Proteksi anti-islanding dapat menggunakan salah satu atau gabungan dari

jenis deteksi islanding pada Gambar 2.12 [2]. Selanjutnya akan dibahas mengenai

proteksi islanding dengan teknik sinyal prosesing transformasi wavelet. Teknik ini

dapat mentransformasi sinyal periodik maupun nonperiodik pada skala waktu dan

frekuensi dengan teknik translasi/shifting dan penskalaan/scaling dengan tujuan

membangkitkan sinyal transformasi/daughter wavelet dari sinyal

urama/mother wavelet. Hasil sinyal dari transformasi ini dapat di transformasi

balik/inverse transformation tanpa kehilangan informasi waktu dan frekuensi sinyal

14

awal. Transformasi wavelet dapat dibedakan menjadi dua kategori yaitu ranah

kontinyu/continuous dan diskrit/discrete. Transformasi wavelet secara kontinyu

bekerja dengan cara mengkonvolusi fungsi wavelet dengan sinyal utama/mother

wavelet pada domain waktu kontinyu. Sedangkan representasi skala waktu dari

pemrosesan sinyal digital didapat dengan teknik penyaringan digital/digital

filtering technique. Jenis filter yang digunakan pada Discrete Wavelet Transform

(DWT) adalah tipe filter Finite Impulse Response (FIR).

Ada beberapa filter yang memberikan hasil yang memuaskan dan filter-

filter ini dikelompokkan ke dalam keluarga/families wavelet (Daubichies, Symlets,

Coiflets). Hubungan sinyal input dengan output menggunakan filter FIR pada orde

N dapat dituliskan pada persamaan di bawah [14],

0 1

0

1 ... N

N

i

i

y n b x n b x n b x n N

y n b x n i=

= + − + + −

= − (2.8)

Dengan y[n] adalah sinyal output, x[n] adalah sinyal input, N adalah orde

filter, dan b adalah nilai respon impuls filter. Ada 2 proses pengolahan sinyal dalam

DWT yaitu proses analisis/dekomposisi dan proses sintesis/rekonstruksi. Proses

dekomposisi dan rekonstruksi dapat dilakukan secara bertingkat hingga level

tertentu. Ada 2 jenis filter yang digunakan disetiap level proses dekomposisi atau

rekonstruksi yaitu high pass filter (HPF) dan low pass filter (LPF). Filter HPF

digunakan untuk menganalisis sinyal frekuensi tinggi dan hasil dari filter ini disebut

koefisien detail/Detail coefficient (cD), sedangkan filter LPF digunakan untuk

menganalisis sinyal frekuensi rendah dan hasil dari filter ini disebut koefisien

approximation/approximation coefficient (cA). Pada umumnya proses subsampling

dilakukan setelah proses pemfilteran untuk menjaga dimensi dari koefisien detail

dan approximation dengan sinyal asli agar tetap sama. Proses dekomposisi dan

rekonstruksi single-level dicrete wavelet ditunjukkan pada Gambar 2.13.

15

Gambar 2.13 Proses Dekomposisi dan Rekonstruksi Single Level Discrete

Wavelet

Proses dekomposisi sinyal dapat disusun secara bertingkat/cascade hingga level

tertentu (multi level).

Gambar 2.14 Dekomposisi Sinyal Multi Level

Koefisien detail dan approximation dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.8

dengan kombinasi teknik downsampling menjadi

16

2

2

k

k

cD n x k g n k

cA n x k h n k

= −

= −

(2.9)

Dengan n adalah urutan data, x adalah sinyal input, g dan h masing-masing adalah

koefisien filter HPF dan LPF, k adalah orde filter.

17

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

Bagian ini akan menguraikan mengenai proses penelitian, pemodelan

photovoltaic dan inverter current source, fenomena islanding, serta metode dan

algoritma deteksi islanding.

3.1 Proses Penelitian

Proses penelitian ini digambarkan dalam sebuah diagram alir sebagai

berikut:

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Penelitian

18

Berikut tahapan dari proses penelitian,

1. Pembuatan desain simulasi sistem photovoltaic dan inverter current source

terhubung grid satu fasa pada MATLAB/Simulink.

2. Mengamati tegangan PCC dari hasil simulasi sistem normal dan islanding.

3. Melakukan analisis transformasi tegangan PCC dengan wavelet diskrit.

4. Menentukan titik threshold hingga dapat memisahkan kondisi normal dengan

kondisi islanding.

5. Menjalankan simulasi dengan skenario islanding.

6. Merekam dan membuat analisis dari data hasil simulasi.

3.2 Sizing Komponen

Komponen yang digunakan pada penelitian ini berdasarkan spesifikasi

komponen PV Kyocera tipe KC200GT. Tabel 3.1 menunjukkan nilai parameter

elektris yang didapat dari datasheet modul PV Kyocera tipe KC200GT saat diukur

di kondisi tes standar/standard test condition (STC), yaitu pada suhu 250C dan

iradian 1000 W/m2 [6].

Tabel 3.1 Parameter modul KC200GT di (STC) 250C, 1000 W/m2

Parameter Nilai

Vgrid 220 Vrms

Vmp 26,3 V

Imp 7,61 A

Voc 32,9 V

Isc 8,21 A

KV −1,230×10-1 V/0C

KI 3,18×10-3 A/0C

NS 54

Pada penelitian ini photovoltaic didesain agar mampu mensuplai daya sebesar

2500W ke grid satu fasa dengan tegangan sisi grid adalah 220Vrms. Apabila

inverter diasumsikan memiliki efisiensi 100%, maka keseimbangan daya ideal

antara sisi DC dengan sisi AC ditunjukkan pada (3.1)

cosDC PV PV inv inv ACP V I V I Pj= = = (3.1)

19

Dengan Vinv dan Iinv dalam nilai rms dan faktor daya diasumsikan 1, maka

( )2500 220 1

250011,3636

220

DC AC inv

inv

P P I

I A

= = =

= =

Arus PV pada sisi DC yang diperlukan untuk menghasilkan arus sinusiodal rms

sebesar 11,3636A adalah

( )

2

2 11,3636 16,07

PV inv

PV

I I

I A A

=

= =

Dalam rangka mendapatkan arus total 16,07A dan melihat spesifikasi datasheet PV

pada Tabel 3.1, maka jumlah modul paralel yang diperlukan sesuai (3.2) adalah

modul

PVpp

SC

IN

I= (3.2)

16,07

1,9574 28,21

pp

AN

A= =

Perhitungan jumlah minimum modul seri yang diperlukan agar memenuhi syarat

minimum untuk interkoneksi ke grid sebagai sumber arus adalah

m

ss

mp

VN

V (3.3)

Dengan Vm adalah tegangan maksimum grid,

220 2

11,83 1226,3

ssN =

Susunan modul seri ditambah hingga 15 buah agar memberikan nilai tegangan yang

sedikit lebih tinggi dari tegangan grid untuk memberikan kualitas daya yang lebih

baik. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan susunan modul dengan seri 15 dan

paralel 2, dihasilkan daya maksimum 5700 watt dengan Vmp=394V dan Imp=14,467.

Dari nilai maksimum point ini plot daerah kerja PV terlihat pada Gambar 3.2.

20

Vmp,Imp

394;14,467

Voltage source

current source

Gambar 3.2 Daerah kerja Photovoltaic Generation System

3.3 Pemodelan Sistem Photovoltaic

Parameter pada keadaan nominal PV didapatkan dari penyesuaian

persamaan matematis berdasarkan 3 kondisi yaitu keadaan open circuit, maximum

point, dan short circuit [15].

Tabel 3.2 Parameter model yang telah disesuaikan pada keadaan nominal dari PV

tipe KC200GT

Parameter Nilai

Pmax 200,143 W

Vmp 26,3 V

Imp 7,61 A

Voc 32,9 V

Isc 8,21 A

I0,n 9,825×10-8

Ipv 8,214

A 1,3

Rp 415,405 Ω

Rs 0,221 Ω

Rangkaian ekivalen PV dari Gambar 2.2 apabila dibawa ke ranah simulink

menjadi seperti gambar Gambar 3.3.

21

+

−

s −+

Rs

Rp

Iph

out +

out −

Id Ip

V

IIph

Gambar 3.3 Rangkaian ekivalen PV pada Simulink

Dalam mendapatkan model dioda dengan arus yang tersaturasi, maka

persamaan arus saturasi dioda dan arus photocurrent PV digabung menjadi satu

model sumber arus terkontrol seperti terlihat pada Gambar 3.4.

+

−

s −

+

Rs

Rp

Iph-Id

out +

out −

Ip

V

IIph-Id

Gambar 3.4 Pendekatan Rangkaian ekivalen PV pada Simulink

Dengan (2.1) dan (2.3) menjadi

( )

0 1

cell s cell

s

ph d p

V R I q

AkTN sph

p

I I I I

V R II I I e

R

+

= − −

+

= − − −

(3.4)

Sinyal input dari model sumber arus terkontrol dapat dikatakan sebagai selisih

antara arus photocurrent Iph dengan arus dioda Id [15].

22

( )

0 1

cell s cell

s

m ph d

V R I q

AkTN

m ph

I I I

I I I e

+

= −

= − −

(3.5)

Dari Gambar 3.4 dan (3.4), model akhir dari rangkaian ekivalen PV menjadi seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 3.5

Gambar 3.5 Bentuk Akhir Model PV

Dengan Vt=NskT/q, dimana Vt adalah tegangan termal dioda, Ns adalah jumlah

dioda seri dalam satu modul, k adalah konstanta Boltzman (1,3806503×10-23 J/K),

T adalah suhu (K), dan q adalah muatan elektron (1,6021764×10-19 C).

Gambar 3.5 memperlihatkan bahwa sinyal sumber arus menggunakan

formulasi dengan 4 buah input, yaitu tegangan output (V), arus output (I), arus

photocurrent (Iph), dan arus saturasi dioda (I0). Blok sinyal arus photocurrent (Iph)

dan arus saturasi dioda (I0) masing-masing dapat disusun berdasarkan Persamaan

2.2 dan Persamaan 2.4, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6 dan Gambar 3.7.

23

Gambar 3.6 Susunan Blok Arus Photocurrent

Gambar 3.7 Susunan Blok Arus Saturasi Dioda

Modifikasi pada (3.1) diperlukan untuk memodelkan modul PV yang

tersusun secara seri paralel tanpa harus merangkai model modul dengan connector,

dengan Nss adalah jumlah modul seri dan Npp adalah jumlah modul paralel, maka

didapat persamaan sebagai berikut [16],

m 0I exp 1

s ss

pp

pp ph pp

ss t

R NV I

NN I N I

N AV

+

= − −

(3.2)

Dari (3.2) dapat didapat susuna blok persamaan sesuai yang ditunjukkan

pada Gambar 3.8.

24

Gambar 3.8 Susunan Block Sumber Arus

3.4 Konfigurasi Current Source Inverter pada Sistem Photovoltaic

Terhubung Grid

Gambar 3.9 menunjukkan skema sistem secara keseluruhan, dimana

terdapat modul PV, sebuah inverter, 2 buah load yang masing-masing ditempatkan

di dekat beban dan di dekat grid, impedansi saluran, grid, serta 2 buah breaker

masing-masing untuk membuat skenario islanding dan yang lainnya untuk

menerima perintah trip dari algoritma anti islanding.

Gambar 3.9 Blok Sistem Keseluruhan

25

Inverter Current Source satu fasa mempunyai 4 saklar voltage

bidirectional switch (VBS), Gambar 3.10, dengan masing-masing VBS

direpresentasikan dengan sebuah MOSFET dan sebuah dioda yang dirangkai seri

sehingga dapat dioperasikan pada arus konstan dan mempunyai kemampuan

blocking arus searah [17], [18].

Topologi switching SPWM adalah dengan membandingkan gelombang

sinusoidal sebagai sinyal modulasi dengan gelombang segitiga sebagai sinyal

pembawa/carrier, dengan batasan nilai puncak dari modulasi sinyal adalah

Gambar 3.10 Detail Konfigurasi Sistem

3.4.1 Phase Locked Loop

Rangkaian phase locked loop (PLL) dapat digunakan untuk merekam

sudut fasa dari tegangan yang terukur di titik PCC, selanjutnya sudut fasa dapat

digunakan untuk membangkitkan sinyal sinusoidal, sehingga gelombang sinusoidal

yang terbangkit memiliki sudut fasa dan frekuensi yang sama dengan tegangan

26

PCC. Dengan kata lain PLL digunakan sebagai sinkronisasi fasa pada sinyal yang

dibangkitkan dengan tegangan jala-jala saat grid masih terhubung. Rangkaian PLL

terdiri dari tiga komponen utama yaitu phase detector, controlled oscillator dan low

pass filter seperti yang terlihat pada Gambar 3.11. Output dari rangkaian PLL ini

adalah nilai sudut fasa (t) dan frekuensi.

Gambar 3.11 Phase Locked Loop

3.4.2 Low Pass Filter

Penelitian ini menggunakan konfigurasi CL filter sebagai low pass filter

karena sederhana dan cukup dapat menekan angka harmonik hingga memenuhi

standar minimum untuk terhubung grid (THD<5%). Perhitungan nilai kapasitansi

memerlukan nilai base seperti ditunjukkan pada (3.7).

1

B

B B

CZ

= (3.7)

Dengan

2B gf = ; 2

B BB

B B

V VZ

I P= = (3.8)

CB adalah kapasitansi base, ZB adalah impedansi base, fg adalah frekuensi grid, VB

adalah tegangan base, dan PB adalah daya base. Selanjutnya pemilihan nilai

kapasitor didapat dengan menggunakan (3.9).

27

BC C= (3.9)

Dengan adalah variasi maksimum dari power factor (pf) [19]. Bila menggunakan

nilai =5%, nilai kapasitor dapat yang digunakan adalah

( )

2

6

2

1

2

10.05 8,22 10 8,22

2202 50

2500

B

B

CV

fP

C F F

−

=

= = =

Nilai filter induktor didapat dengan menentukan frekuensi resonan fR.

1

2Rf

LC= ; dengan 10 0.5g R swf f f (3.10)

Nilai fR dipilih pada rentang terkecil yaitu 500Hz karena sudah memberikan hasil

yang cukup baik. Sehingga didapatkan nilai filter L adalah sebagai berikut

( )

( )

2

3

2 6

1

2

112,3 10 12,3

2 500 8,22 10

R

Lf C

L H mH

−

−

=

= = =

3.4.3 Transformasi Clark-Park

Dalam rangka mendapatkan kuantitas DC dari arus sinusoidal satu fasa

diperlukan suatu transformasi dengan menggunakan frame sudut fasa (t) grid yang

berjalan terhadap waktu menggunakan transformasi Clark-Park. Kuantitas DC yang

didapat selanjutnya digunakan untuk mengontrol arus sumbu d (Id) dan arus sumbu

q (Iq). Dengan mengatur kedua besaran arus ini, nilai daya aktid dan daya reaktif

dari inverter dapat diatur secara terpisah yang nilainya dapat dihitung menggunakan

2

2

d d q q

q d d q

V I V IP

V I V IQ

−=

− +=

(3.11)

28

Dengan Vd dan Id adalah tegangan dan arus sumbu d (d-axis), dan Vq dan

Iq adalah tegangan dan arus sumbu q (q-axis). Transformasi Clark dalam

membangkitkan sinyal orthogonal dapat menggunakan beberapa metode

diantaranya time delay, phase shift, all pass filter, dan second-order generalized

integrator (SOGI) [20]. Metode yang diusulkan pada penelitian ini menggunakan

time delay. Idenya adalah dengan melihat arus aktual sebagai arus sumbu (-

axis) dan arus yang didelay sebagai arus sumbu (-axis). Jika kita menggunakan

referensi gelombang sinusoidal maka komponen dapat dihitung dengan

( )

( )

sin

sin cos2

i A t

i A t A t

d

d d

= +

= + − = − +

(3.12)

Komponen DQ dapat dihitung dari komponen ab menggunakan matrik transformasi

sebagai berikut

sin cos

cos sin

d

q

i it tTI

i it t

− = =

(3.13)

Matrix T di atas terbentuk bila menggunakan sint sebagai referensi. Apabila

menggunakan cost sebagai referensi, maka elemen sint dan cost masing-

masing harus diganti dengan cost dan -sint.

3.4.4 Pengaturan daya Aktif dan Reaktif

Skema pengaturan daya aktif dan reaktif inverter dapat dilihat pada

Gambar 3.12. Skema kontrol ini didasarkan pada teknik kombinasi antara arus

trasnformasi dq dengan metode linear regulator carrier-based. Daya aktif dan

reaktif inverter dapat diatur berdasarkan nilai Id referensi yang didapat dari

algoritma MPPT dan Iq referensi yang didapat dari rangkaian kontrol VAR. Pada

penelitian ini dibatasi untuk tidak membahas algoritma MPPT dan kontrol VAR,

sehingga nilai Id dan Iq didapat dari block konstanta pada simulink.

29

Gambar 3.12 Rangkaian Pensaklaran SPWM dengan Pengaturan Daya Inverter

3.5 Metode Anti-Islanding

3.5.1 Discrete Wavelet Transformation

Pada penelitian ini tipe wavelet yang digunakan adalah Daubichies dengan

nilai vanishing moment adalah 2 dan level dekomposisi hingga level ke-6.

Penentuan ini berdasarkan pada uji coba macam-macam wavelet yang memberikan

hasil yang terbaik dengan mempertimbangkan parameter jumlah filter digital yang

paling sedikit dan waktu komputasi yang tidak terlalu lama. Nilai-nilai filter digital

wavelet didapat dengan menghitung menggunakan syntax wavelet filter (wfilters)

pada MATLAB.

w='db2'; [LoD,HiD,LoR,HiR] = wfilters(w); subplot(221); stem(LoD); title('Decomposition Lowpass Filter'); subplot(222); stem(HiD); title('Decomposition Highpass Filter'); subplot(223); stem(LoR); title('Reconstruction Lowpass Filter'); subplot(224); stem(HiR); title('Reconstruction Highpass Filter');

30

LoD dan LoH masing-masing adalah filter analisis/dekomposisi dan

sintesis/rekonstruksi frekuensi rendah, sedangkan HiD dan HiR masing-masing

adalah filter analisis/dekomposisi dan sintesis/rekonstruksi frekuensi tinggi. Plot

koefisien dari masing-masing filter dapat dilihat pada Gambar 3.13. Pada penelitian

ini hanya menggunakan proses dekomposisi dalam penentuan nilai threshold

sehingga parameter filter rekonstruksi dapat diabaikan. Nilai-nilai parameter dari

filter dekomposisi Daubichies db2 dapat dilihat pada Tabel 3.3.

Gambar 3.13 Filter dekomposisi dan rekonstruksi Daubichies wavelet db2

Tabel 3.3 Koefisien Filter Dekomposisi Daubichies p=2 (db2)

n LoD HiD

0 −0.129409522550921 −0.482962913144690

1 0.224143868041857 0.836516303737469

2 0.836516303737469 −0.224143868041857

3 0.482962913144690 −0.129409522550921

Filter digital wavelet didapat dengan menyusun secara bertingkat blok “Two-

Channel Analysis Subband Filter” sebanyak level dekomposisi yang ingin

31

digunakan seperti terlihat pada Gambar 3.14, dengan mengisikaan nilai-nilai filter

LoD dan HiD ke dalam blok tersebut.

Gambar 3.14 Blok Discrete Wavelet Transformation

Gambar 3.15 Diagram Alir Deteksi Islanding

32

Gambar 3.15 menunjukkan diagram alir dari algoritma deteksi yang

digunakan. Pemilihan nilai threshold=8 didapat setelah mensimulasikan kondisi

normal dan islanding dari berbagai kondisi seperti yang ditunjukkan pada diagram

alir proses penelitian (Gambar 3.1).

33

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bagian ini membahas mengenai hasil simulasi dari karakteristik model

PV, inverter, simulasi berbagai kondisi normal dan islanding, serta waktu deteksi

yang perlukan algoritma wavelet dalam mengenali kondisi islanding.

4.1 Pengujian Model Photovoltaic

Hasil plot kurva karakteristik PV dengan berbagai kondisi iradian dengan

nilai Nss=1 dan Npp=1 ditunjukkan pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Kurva Karakteristik I-V dan P-V pada Pemodelan PV KC200GT

Pada penelitian ini menggunakan jumlah modul seri Nss=15 dan jumlah

modul paralel Npp=2 agar dapat memenuhi syarat minimum interkoneksi dengan

tegangan grid dan memiliki rentang transfer daya yang tinggi. Hasil plot kurva

karakteristik PV yang dirangkai seri paralel dapat dilihat pada Gambar 4.2.

34

Gambar 4.2 Kurva Karakteristik I-V dan P-V pada Pemodelan PV KC200GT 15

seri dan 2 paralel

Dari Gambar 4.1 terlihat bahwa hasil plot kurva karakteristik model yang

dibuat telah mendekati kurva pada datasheet PV Kyocera KC200GT. Pada Gambar

4.2 dengan irradian 1000W/m2 (magenta), nilai tegangan open circuit model dan

arus short circuit model dapat dihitung berdasarkan jumlah modul seri paralel.

_

_

15 32,9 493,5

2 8,21 16,42

oc seri

sc paralel

V V

I A

= =

= =

Gambar 4.3 Perbesaran kurva karakteristik I-V pada iradian 1000W/m2

35

Gambar 4.3 menunjukkan hasil plot kurva karakteristik modul PV dengan

perhitungan sudah mendekati sesuai.

4.2 Karakteristik Inverter Current Source terhubung grid.

4.2.1 Keadaan Steady State

Subbab ini mengamati karakteristik gelombang pada bagian-bagian blok

sistem dalam keadaan steady state Simulasi dilakukan pada setting arus referensi

sumbu d/d-axis (Id) sebesar 6A dan arus referensi sumbu q/q-axis (Iq) sebesar 0A.

Gambar 4.4 menampilkan simulasi tegangan dan arus photovoltaic.

Gambar 4.4 Tegangan dan Arus PV

Terlihat bahwa gelombang tegangan PV berosilasi dari keadaan short circuit hingga

sedikit di atas tegangan maksimum grid. Pada gelombang arus PV sudah cukup

stabil dikisaran 16A dengan ripple 5,5%.

Gambar 4.5 Arus Inverter Sebelum Difilter

36

Gambar 4.5 menunjukkan gelombang arus output inverter sebelum difilter

dan Gambar 4.6 adalah gelombang arus inverter setelah melewati filter. Hasil yang

didapat pada simulasi sudah sesuai teori yaitu dengan teknik switching yang

dilakukan adalah SPWM, kerapatan gelombang pulsa pada tiap setengah periode

berbeda-beda. Setelah melewati filter low-pass angka harmonik yang tinggi pada

gelombang yang berbentuk pulsa ditekan hingga ke titik yang cukup rendah

sehingga bentuk gelombang arus mendekati sinusoidal.

Nilai total harmonic distortion (THD) dari arus output inverter saat iradian

1000W/m2 ditunjukkan pada Gambar 4.6 yaitu sebesar 3,05% untuk arus dengan

magnitudo 6A pada frekuensi fundamental 50Hz. Nilai THD pada berbagai

magnitudo arus ditunjukkan pada Tabel 4.1.

Gambar 4.6 Bentuk Gelombang dan THD Arus Output Inverter

Tabel 4.1 THD arus output inverter

Magnitudo Arus (A) THD (%)

2 5,50

4 4,35

6 3,05

8 1,15

10 1,54

12 1,06

14 0.88

16 2,09

37

Nilai THD dihitung dari 5 siklus keadaan steady state pada tiap-tiap besaran

magnitudo arus output inverter. Nilai dari parameter filter inverter dirancang pada

arus maksimum 16,42A, namun nilai THD terkecil didapat pada saat magnitudo

arus inverter mencapai 14A. Nilai THD terbesar didapat pada saat inverter

mengeluarkan arus sebesar 2A, pengoperasian pada nilai arus ini sebaiknya

dihindari karena telah keluar batas standar (THD<5%).

Berikutnya adalah pengujian untuk mengamati perbedaan fasa antara

tegangan dan arus output inverter apabila menggunakan atau tidak menggunakan

fitur VAR support pada inverter. Fitur VAR support bertujuan agar dapat

mengoperasikan inverter dengan memberikan daya reaktif ke grid apabila grid

kekurangan daya reaktif atau dapat mengambil daya reaktif dari grid apabila grid

kelebihan daya reaktif . Hal ini bertujuan untuk meminimalisir terjadinya

over/under voltage akibat daya reaktif pada beban yang tidak sepadan dengan daya

reaktif yang dibangkitkan generator lain yang terhubung grid. Simulasi tanpa VAR

support dilakukan dengan menyetel arus Id ref sebesar 6A dan arus Iq ref sebesar

0A (Gambar 4.7), sedangkan simulasi dengan VAR support dilakukan dengan

menyetel arus Id ref sebesar 6A dan arus Iq ref sebesar -3A (Gambar 4.8).

Gambar 4.7 Tegangan, Arus, dan Daya Inverter Tanpa VAR Support

38

Gambar 4.8 Tegangan, Arus, dan Daya Inverter Dengan VAR Support

Pada Gambar 4.7 terlihat bahwa saat inverter mensuplai daya ke grid pada kisaran

1000W dan 0VAR, gelombang tegangan dan arus output inverter berada pada fasa

yang sama, sedangkan saat inverter mensuplai daya ke grid pada kisaran 1000W

dan 500VAR, gelombang arus sedikit terlambat (lagging) dari gelombang tegangan

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8.

4.2.2 Respon close-loop

Pada pengujian respon close loop sistem, simulasi dilakukan berdasarkan

dua kondisi yaitu dengan mengubah arus referensi inverter dan dengan

memvariasikan nilai iradian matahari. Gambar 4.9 menunjukkan karakteristik

respon inverter terhadap perubahan arus referensi sedangkan Gambar 4.11

menunjukkan karakteristik respon inverter terhadap perubahan iradiasi matahari.

39

Gambar 4.9 Karakteristik Parameter Kontrol, Tegangan, dan Arus Inverter pada

Perubahan Nilai Arus Referensi

40

Pada Gambar 4.9 terlihat bahwa dengan mengganti arus referensi Id dan

Iq maka daya inverter juga akan berubah secara proporsional. Dengan kapasitas PV

yang sama menyebabkan parameter kontrol indeks modulasi dan sudut theta pada

rangkaian pensaklaran inverter menyesuaikan secara otomatis untuk

menaikkan/menurunkan arus output inverter agar sama dengan nilai referensinya.

Respon perubahan nilai kedua parameter kontrol ini terlihat sudah cukup baik.

Gambar 4.10 Respon Arus Id dan Iq terhadap Perubahan Nilai Referensi

Perubahan arus Id output inverter seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.10

menunjukkan hasil yang cukup baik dengan eror yang cukup kecil. Pada arus Iq

memberikan eror yang cukup besar ketika inverter dioperasikan pada daerah

leading/menyerap daya reaktif dari grid.

Pada skema perubahan nilai iradiasi yaitu seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 4.11 terlihat bahwa dengan mengubah nilai iradiasi tanpa mengubah nilai

arus referensi, maka parameter kontrol seperti indeks modulasi dan sudut theta akan

menyesuaikan secara otomatis dalam rangka untuk menjaga arus dan daya PV agar

tetap konstan.

41

Gambar 4.11 Karakteristik Parameter Kontrol, Tegangan, dan Arus Inverter pada

Perubahan Nilai Iradiasi Matahari.

42

4.3 Kondisi Grid-Fail

Subbab ini membahas mengenai kondisi saat grid-fail tanpa proteksi anti-

islanding pada tiap-tiap jenis beban. Nilai-nilai parameter dan skema pengujian

kondisi ini didapat dari subbab 4.4.

4.3.1 Powermatch

Kondisi powermatch adalah kondisi dimana daya PV seimbang dengan

daya beban saat islanding terjadi, sehingga tegangan yang terukur pada titik PCC

akan cenderung bernilai sama sebelum dan sesaat sesudah islanding. Simulasi tanpa

perintah CB inverter trip dilakukan untuk mengamati karakteristik tegangan yang

terjadi setelah kondisi islanding. Berikut adalah hasil simulasi powermatch pada

jenis beban resistif, induktif, dan kapasitif.

islanding

Tegangan terfaktorisasi 30arus

theta

Indeks modulasi

Gambar 4.12 Islanding Powermatch Beban Resisitf

islanding


theta

Indeks modulasi

Gambar 4.13 Islanding Powermatch Beban Induktif

43

islanding


theta

Indeks modulasi

Gambar 4.14 Islanding Powermatch Beban Kapasitif

Hasil simulasi pada Gambar 4.12, Gambar 4.13, dan Gambar 4.14

menunjukkan bahwa tegangan sesaat sebelum dan sesudah islanding bernilai

hampir sama. Pada beban induktif muncul ripple tegangan yang lebih besar

dibandingkan dengan kondisi beban yang lain.

4.3.2 Over P dan Q Match

Kondisi over P dan Q-match adalah kondisi dimana daya aktif PV lebih

besar dari daya aktif beban saat islanding terjadi, namun keduanya memiliki daya

reaktif yang seimbang. Tegangan yang terukur pada titik PCC akan bernilai lebih

tinggi setelah islanding dibandingkan dengan sebelum islanding. Simulasi tanpa

perintah CB inverter trip dilakukan untuk mengamati karakteristik tegangan yang

terjadi setelah kondisi islanding. Berikut adalah hasil simulasi over P dan Q match

pada jenis beban resistif, induktif, dan kapasitif.

44

Gambar 4.15 Islanding Over P dan Q-Match Beban Resistif

theta

Indeks modulasi

islanding

Tegangan terfaktorisasi 30

arus

Gambar 4.16 Islanding Over P dan Q-Match Beban Induktif

theta

Indeks modulasi


islanding

Gambar 4.17 Islanding Over P dan Q-Match Beban Kapasitif


menunjukkan bahwa tegangan sesaat sesudah islanding bernilai lebih tinggi

dibandingkan dengan sebelum islanding. Pada beban induktif muncul ripple

tegangan yang lebih besar dibandingkan dengan kondisi beban yang lain.

4.3.3 Over Q dan P-Match

Kondisi over Q dan P-match adalah kondisi dimana daya reaktif PV lebih

besar dari daya reaktif beban saat islanding terjadi, namun keduanya memiliki daya

aktif yang seimbang. Tegangan yang terukur pada titik PCC sesaat sebelum dan

sesudah islanding akan bernilai sama atau dapat juga berbeda tergantung dari

karakteristik beban. Simulasi tanpa perintah CB inverter trip dilakukan untuk

mengamati karakteristik tegangan yang terjadi setelah kondisi islanding. Berikut

45

adalah hasil simulasi over Q dan P-match pada jenis beban resistif, induktif, dan

kapasitif.

theta

Indeks modulasi


islanding

Gambar 4.18 Islanding over Q dan P-Match Beban Resistif

theta

Indeks modulasi

islanding


Gambar 4.19 Islanding over Q dan P-Match Beban Induktif

theta

Indeks modulasi


islanding

Gambar 4.20 Islanding over Q dan P-Match Beban Kapasitif

46


menunjukkan bahwa tegangan sesaat sesudah dan sebelum islanding pada beban

resistif cenderung bernilai sama, namun berbeda halnya pada beban induktif dan

kapasitif. Pada beban induktif muncul ripple tegangan yang lebih besar

dibandingkan dengan kondisi beban yang lain.

4.3.4 Over PQ

Kondisi over PQ adalah kondisi dimana daya aktif dan reaktif PV lebih

besar dari daya aktif dan reaktif beban saat islanding terjadi. Tegangan yang terukur

pada titik PCC merupakan kombinasi dari karakteristik over P dan over Q. Simulasi

tanpa perintah CB inverter trip dilakukan untuk mengamati karakteristik tegangan

yang terjadi setelah kondisi islanding. Berikut adalah hasil simulasi over PQ pada

jenis beban resistif, induktif, dan kapasitif.

theta

Indeks modulasi


islanding

Gambar 4.21 Islanding Over PQ Beban Resistif

47

theta

Indeks modulasi


islanding

Gambar 4.22 Islanding Over PQ Beban Induktif

theta

Indeks modulasi


islanding

Gambar 4.23 Islanding Over PQ Beban Kapasitif


menunjukkan bahwa tegangan sesaat sesudah islanding pada masing-masing jenis

beban lebih tinggi nilainya dibanding sesaat sebelum islanding.. Pada beban

induktif muncul ripple tegangan yang lebih besar dibandingkan dengan kondisi

beban yang lain.

4.3.5 Under P dan Q-Match

Kondisi under P dan Q-match adalah kondisi dimana daya aktif PV kurang

dari daya aktif beban saat islanding terjadi, namun keduanya memiliki daya reaktif

yang sama. Tegangan yang terukur pada titik PCC sesaat sesudah islanding bernilai

di bawah tegangan sesaat sebelum islanding. Simulasi tanpa perintah CB inverter

trip dilakukan untuk mengamati karakteristik tegangan yang terjadi setelah kondisi

48

islanding. Berikut adalah hasil simulasi under P dan Q-match pada jenis beban

resistif, induktif, dan kapasitif.

Indeks modulasi

theta

islanding


Gambar 4.24 Islanding Under P dan Q-Match Beban Resistif

Indeks modulasi

thetaislanding


Gambar 4.25 Islanding Under P dan Q-Match Beban Induktif

Indeks modulasi

theta


islanding

Gambar 4.26 Islanding Under P dan Q-Match Beban Kapasitif

49



beban bernilai kurang dari tegangan sesaat sebelum islanding.. Pada beban induktif

muncul ripple tegangan yang lebih besar dibandingkan dengan kondisi beban yang

lain.

4.3.6 Under Q dan P Match

Kondisi under Q dan P-match adalah kondisi dimana daya reaktif PV

kurang dari daya reaktif beban saat islanding terjadi, namun keduanya memiliki

daya aktif yang seimbang. Tegangan yang terukur pada titik PCC sesaat sesudah

dan sesaat sebelum islanding cenderung bernilai sama. Simulasi tanpa perintah CB

inverter trip dilakukan untuk mengamati karakteristik tegangan yang terjadi setelah

kondisi islanding.

Indeks modulasi

thetaislanding


Gambar 4.27 Islanding Under Q dan P-Match Beban Resistif

theta

Indeks modulasi


arus

islanding

50

Gambar 4.28 Islanding Under Q dan P-Match Beban Induktif

theta

Indeks modulasi


islanding

Gambar 4.29 Islanding Under Q dan P-Match Beban Kapasitif



beban bernilai cenderung sama dengan tegangan sesaat sebelum islanding.. Pada

beban induktif muncul ripple tegangan yang lebih besar dibandingkan dengan

kondisi beban yang lain.

4.3.7 Under PQ

Kondisi under PQ adalah kondisi dimana daya aktif dan reaktif PV kurang

dari daya aktif dan reaktif beban saat islanding terjadi. Tegangan yang terukur pada

titik PCC sesaat sesudah islanding bernilai dibawah tegangan sesaat sebelum

islanding. Simulasi tanpa perintah CB inverter trip dilakukan untuk mengamati

karakteristik tegangan yang terjadi setelah kondisi islanding.

51

Indeks modulasi

theta


islanding

Gambar 4.30 Islanding Under PQ Beban Resistif


arus

islanding

Indeks modulasi

theta

Gambar 4.31 Islanding Under PQ Beban Induktif

theta

Indeks modulasi


islanding

Gambar 4.32 Islanding Under PQ Beban Kapasitif

52



beban bernilai di bawah tegangan sebelum islanding.. Pada beban induktif muncul

ripple tegangan yang lebih besar dibandingkan dengan kondisi beban yang lain.

Bermacam-macam kondisi grid-fail yang ditunjukkan pada berbagai jenis

beban menunjukkan bahwa tegangan dan arus saat islanding menjadi sangat tidak

layak sehingga inverter perlu dilengkapi proteksi anti-islanding sebagai alat

proteksinya. Pada penelitian ini proteksi anti islanding menggunakan transformasi

wavelet karena memiliki waktu deteksi yang sangat singkat dibanding metode

lainnya.

Parameter kontrol inverter seperti indeks modulasi dan sudut theta

berperan besar pada rusaknya tegangan setelah islanding, Dikarenakan inverter

memiliki filter CL sehingga ada penambahan secara otomatis pada sudut arus yang

terbangkitkan sebesar

t d= +

Dengan adalah sudut inverter, t adalah sudut PLL, dan d adalah nilai

tambahan sudut untuk mengkompensasi filter di inverter. Saat islanding tegangan

grid yang menjadi acuan PLL hilang, dan disisi lain kedua parameter kontrol ini

terus mengubah nilai demi menjaga nilai arus di kisaran referensinya. Nilai sudut

wt yang terbaca oleh PLL adalah sudut dari tegangan yang terbangkit oleh inverter

sendiri sehingga dengan penambahan nilai pada wt pada kontrol inverter akan

menyebabkan sudut semakin bergeser dan mengakibatkan arus dan tegangan yang

terbangkit menjadi tidak stabil. Hail ini berimbas pada nilai parameter kontrol lain

yaitu indeks modulasi menjadi tidak stabil.

4.4 Pemilihan Level Deteksi Islanding

Jumlah level deteksi pada wavelet daubichies ditentukan berdasarkan

kesesuaian hasil transformasi dalam memisahkan kondisi normal dengan islanding.

Pemilihan level deteksi dikatakan sesuai apabila telah mendapatkan gap yang cukup

untuk memisahkan kondisi normal dengan islanding. Berikut adalah 6 level pertama

pada transformasi tegangan PCC dengan kondisi beban resistif powermatch.

53

Gambar 4.33 Hasil Trasnformasi Wavelet Daubichies 6 Level Pertama

54

Gambar 4.33 adalah hasil transformasi tegangan PCC dengan daubichies

wavelet pada 6 level pertama dengan kondisi normal adalah dari detik 0 hingga 0,5

sedangkan kondisi islanding adalah pada detik 0,5 hingga detik ke 0,6. Hasil ini

menunjukkan bahwa pada variabel tegangan perlu didekomposisi hingga level ke-

6 untuk mendapatkan gap yang cukup dalam mengisolasi kondisi normal dengan

islanding (gap yang didapat pada kisaran angka 6 pada maksimum kondisi normal

hingga 9 pada minimum kondisi islanding). Selanjutnya penentuan threshold dapat

dipilih pada rentang gap yang tersedia (6-9). Skema penentuan threshold dapat

dilihat pada diagram alir bab 3.

4.5 Pengaruh THD Arus Terhadap Deteksi Islanding

Mengacu pada Tabel 4.1, nilai THD arus dipengaruhi oleh besar arus

inverter yang terkontrol. Pada subbab ini membandingkan waktu deteksi pada

sampel beban resistif powermatch 4A, 6A, dan 8A.

Gambar 4.34 Hasil Transformasi Pada Beban Resistif 4A, 6A, Dan 8A.

55

Tabel 4.2 Pengaruh THD Arus Terhadap Waktu Deteksi

Magnitudo Arus (A) THD (%) Waktu Deteksi (s)

4 4,35 2,5

6 3,05 2,5

8 1,15 2,5

Dari Gambar 4.34 dan Tabel 4.2 adalah hasil sampel transformasi

tegangan pada beban resistif. Hasil yang didapat menujukkan bahwa perbedaan

nilai THD arus tidak terlalu berpengaruh terhadap waktu deteksi wavelet yaitu tetap

2,5 ms. Hal yang paling mempengaruhi waktu deteksi adalah kombinasi jenis beban

dan kasus islanding yang akan dijelaskan pada subbab berikutnya,

4.6 Validasi Teknik Anti-Islanding terhadap Kondisi Islanding

Subbab ini bertujuan untuk menguji kehandalan algoritma wavelet dalam

mengenali kejadian islanding. Skema simulasi kondisi islanding dengan berbagai

kasus fenomena terbagi menjadi 3 bagian yaitu:

a. Skema 1 : Powermatch

b. Skema 2 : Over Power (Over P, Over Q, Over PQ)

c. Skema 3 : Under Power (Under P, Under Q, Under PQ)

Pembagian ini berdasarkan kemungkinan kesesuaian nilai daya PV yang

terbangkit dengan beban saat islanding terjadi. Powermatch adalah kondisi ketika

daya PV sama dengan daya beban saat islanding, sedangkan over power dan under

power adalah kondisi ketika saat islanding daya PV tidak sama dengan daya beban.

Untuk membuat kondisi powermatch, daya beban dihitung berdasarkan nilai arus

Id dan Iq seperti yang ditunjukkan pada (4.1). Mengingat bahwa perhitungan pada

ranah sumbu dq menggunakan kuantitas DC sehingga tidak ada faktor daya

meskipun beban terhubung pada sisi AC.

Dalam mempermudah perhitungan maka perlu adanya asusmsi pendekatan

nilai 2d rmsV V= dan 0qV = , sehingga (3.11) menjadi

56

2

2 2

2

d d rms dLoad

rms dLoad

V I V IP

V IP

= =

=

(4.1)

( )

2

2 2

2

d q rms q

Load

rms q

Load

V I V IQ

V IQ

− − = =

−=

(4.2)

Pengujian ini menggunakan dua buah beban dengan beban pertama (beban

lokal) terletak di dekat titik PCC dan beban kedua terpisahkan oleh impedansi

saluran dan terletak di dekat sisi grid, dengan rasio perbandingan beban pertama

dengan beban kedua adalah 1:5.

4.6.1 Skema Power match

Skema pengujian islanding pada kondisi power match dilakukan dengan 3

jenis beban yaitu beban resistif, induktif, dan kapasitif.

Perhitungan untuk beban resistif

220 6933,38

2LoadP watt

= = , dengan 6dI =

0LoadQ = VAR, dengan 0qI =

cos 1j =

Perhitungan beban induktif

220 6933,38

2LoadP watt

= = , dengan 6dI =

_

220 3466,69

2Load induktifQ VAR

= = , dengan 3qI− =

1 1

220

3 466,692cos cos tan cos tan 0,894220 6 933,38

2

j − −

= = =

57

Perhitungan beban kapasitif

220 6933,38

2LoadP watt

= = , dengan 6dI =

_kapasitif

220 3466,69

2LoadQ VAR

= − = − , dengan 3qI =

1 1

220

3 466,692cos cos tan cos tan 0,894220 6 933,38

2

j − −

− − = = =

Tabel 4.3 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi Powermatch

Powermatch Beban Inverter

Id (A) Iq (A) Id (A) Iq (A)

Resistif 6 0 6 0

Induktif 6 -3 6 -3

Kapasitif 6 3 6 3

Gambar 4.35 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Powermatch

58

Gambar 4.36 Transformasi Wavelet Beban Resistif Saat Powermatch

Gambar 4.37 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Powermatch

59

Gambar 4.38 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Powermatch

Gambar 4.35 sisi kiri adalah hasil simulasi powermatch tanpa perintah trip

ke inverter, sedangkan di sisi kanan dengan perintah trip. Gambar 4.36, Gambar

4.37, dan Gambar 4.38 menunjukkan hasil simulasi islanding pada beban resistif,

induktif dan kapasitif.

Tabel 4.4 Waktu Deteksi dan Nilai Maksimum Absolut Detail Powermatch

Beban Waktu Deteksi

(ms)

Nilai Max

Absolut Detail

Resistif 2,5 12,1835

Induktif 2,272 294.5989

Kapasitif 0,225 10,4399

Fenomena islanding yang mengakibatkan munculnya voltage match

disebabkan karena daya aktif dan reaktif yang dibangkitkan inverter sama dengan

daya aktif dan reaktif yang dibangkitkan beban (Gambar 4.35). Pada beban induktif

memiliki nilai detail yang paling tinggi sehingga karakteristik pada beban ini

semakin mudah dideteksi dibanding tipe beban yang lain.

Waktu deteksi tercepat diperoleh pada kondisi beban kapasitif yaitu 0,225

ms, sedangkan waktu deteksi terlama diperleh pada hasil simulasi beban resistif

yaitu 2,5 ms.

60

4.6.2 Skema Over Power

Skema pengujian islanding pada kondisi over power dilakukan dengan 3

jenis beban dengan nilai hitngan yang sama dengan skema powermatch. Skema

over power dilakukan secara tidak langsung dengan cara menambah arus referensi

sebesar 2 A pada masing-masing parameter yang dibuat over. Pengujian ini terdiri

dari 3 kondisi yaitu kondisi.over P dengan Q-match, over Q dengan P-match, dan

over PQ.

Tabel 4.5 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi Over P dan Q-match

Over P Beban Inverter


Resistif 6 0 6+2 0

Induktif 6 -3 6+2 -3

Kapasitif 6 3 6+2 3

Tabel 4.6 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi Over Q dan P-match

Over Q Beban Inverter


Resistif 6 0 6 0+(-2)

Induktif 6 -3 6 -3+(-2)

Kapasitif 6 3 6 3+(-2)

Tabel 4.7 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi Over PQ

Over PQ Beban Inverter


Resistif 6 0 6+2 0+(-2)

Induktif 6 -3 6+2 -3+(-2)

Kapasitif 6 3 6+2 3+(-2)

4.6.2.1 Over P dan Q-match

Skema ini dilakukan berdasarkan pada Tabel 4.5 dengan mengatur nilai

daya aktif lebih besar yaitu dengan cara memberikan arus Id referensi yang lebih

tinggi dari perhitungan beban powermatch.

61

Gambar 4.39 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Over P dan Q-Match

Gambar 4.40 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Over P dan Q-Match

62

Gambar 4.41 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Over P dan Q-Match

Gambar 4.42 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Over P dan Q-Match

Gambar 4.39 sisi kiri adalah hasil simulasi Over P dan Q-Match tanpa

perintah trip ke inverter, sedangkan di sisi kanan dengan perintah trip. Gambar 4.40,

Gambar 4.41, dan Gambar 4.42 menunjukkan hasil simulasi islanding pada beban

resistif, induktif dan kapasitif.

63

4.6.2.2 Over Q dan P-match


daya reaktif lebih besar yaitu dengan cara memberikan arus Iq referensi dibawah

perhitungan beban powermatch.

Gambar 4.43 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Over Q dan P-Match

Gambar 4.44 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Over P dan Q-Match

64

Gambar 4.45 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Over P dan Q-Match

Gambar 4.46 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Over P dan Q-Match

Gambar 4.43 sisi kiri adalah hasil simulasi Over P dan Q-Match tanpa




65

4.6.2.3 Over PQ


daya aktif dan reaktif lebih besar yaitu dengan cara memberikan arus Id referensi

lebih tinggi dan Iq referensi di bawah perhitungan beban powermatch.

Gambar 4.47 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Over PQ

Gambar 4.48 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Over PQ

66

Gambar 4.49 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Over PQ

Gambar 4.50 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Over PQ

Gambar 4.47 sisi kiri adalah hasil simulasi Over PQ tanpa perintah trip ke

inverter, sedangkan di sisi kanan dengan perintah trip. Gambar 4.48, Gambar 4.49,

dan Gambar 4.50 menunjukkan hasil simulasi islanding pada beban resistif, induktif

dan kapasitif.

67

Tabel 4.8 Waktu Deteksi dan Nilai Maksimum Absolut Detail Over Power

Skema Beban Waktu Deteksi

(ms)

Nilai Max

Absolut Detail

Over P Resistif 2,3 12,3351

Induktif 1,1 317,2854

Kapasitif 0,352 10,5226

Over Q Resistif 5,3 12,5627

Induktif 5,4 118,3197

Kapasitif 5,3 10,1870

Over PQ Resistif 2,6 12,1290

Induktif 2,7 213,3947


Fenomena islanding yang mengakibatkan munculnya over voltage

disebabkan karena kelebihan daya P (Gambar 4.39). Kelebihan daya Q tidak terlalu

berpengaruh pada fenomena over voltage beban resistif, namun lebih ke pelebaran

fasa (Gambar 4.43). Kelebihan daya P dan Q merupakan akumulasi fenomena yang

terjadi pada kelebihan daya P dan Q (Gambar 4.47).

Pada beban induktif memiliki nilai detail yang lebih tinggi dibandingkan

dengan tipe beban yang lain, hal ini membuat beban induktif lebih mudah dideteksi.

Waktu deteksi tercepat diperoleh pada kondisi beban kapasitif saat Over P yaitu

0,352 ms, sedangkan waktu deteksi terlama diperleh pada hasil simulasi beban

induktif Over Q yaitu 5,4 ms.

4.6.3 Skema Under Power

Skema pengujian islanding pada kondisi under power dilakukan dengan 3

jenis beban dengan nilai hitungan yang sama dengan skema power match. Skema

under power dilakukan secara tidak langsung dengan cara mengurangi arus

referensi sebesar 2 A pada masing-masing parameter yang dibuat under. Pengujian

ini terdiri dari 3 kondisi yaitu kondisi. under P dengan Q-match, under Q dengan

P-match, dan under PQ.

68

Tabel 4.9 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi P-under dan Q-match

Under P Beban Inverter


Resistif 6 0 6-2 0

Induktif 6 -3 6-2 -3

Kapasitif 6 3 6-2 3

Tabel 4.10 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi P-match dan Q-under

Under Q Beban Inverter


Resistif 6 0 6 0-(-2)

Induktif 6 -3 6 -3-(-2)

Kapasitif 6 3 6 3-(-2)

Tabel 4.11 Setting Arus Beban dan Inverter pada Kondisi P-under dan Q-under

Under PQ Beban Inverter


Resistif 6 0 6-2 0-(-2)

Induktif 6 -3 6-2 -3-(-2)

Kapasitif 6 3 6-2 3-(-2)

4.6.3.1 Under P dan Q-Match


daya aktif lebih rendah yaitu dengan cara memberikan arus Id referensi dibawah


69

Gambar 4.51 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Under P dan Q-

Match

Gambar 4.52 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Under P dan Q-Match

70

Gambar 4.53 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Under P dan Q-Match

Gambar 4.54 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Under P dan Q-Match

Gambar 4.51 sisi kiri adalah hasil simulasi Under P dan Q-Match tanpa




71

4.6.3.2 Under Q dan P-Match


daya reaktif lebih rendah yaitu dengan cara memberikan arus Iq referensi di atas


Gambar 4.55 Daya, Tegangan, dan Arus Beban Resistif saat Under Q dan P-

Match

Gambar 4.56 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Under Q dan P-Match

72

Gambar 4.57 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Under Q dan P-Match

Gambar 4.58 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Under Q dan P-Match

Gambar 4.55 sisi kiri adalah hasil simulasi Under Q dan P-Match tanpa




73

4.6.3.3 Under PQ


daya aktif dan daya reaktif lebih rendah yaitu dengan cara memberikan arus Id dan

Iq masing-masing di bawah dan di atas perhitungan beban powermatch.

Gambar 4.59 Daya, Tegangan dan Arus Beban Resistif saat Under PQ

Gambar 4.60 Transformasi Wavelet Beban Resistif saat Under PQ

74

Gambar 4.61 Transformasi Wavelet Beban Induktif saat Under PQ

Gambar 4.62 Transformasi Wavelet Beban Kapasitif saat Under PQ

Gambar 4.59 sisi kiri adalah hasil simulasi Under PQ tanpa perintah trip

ke inverter, sedangkan di sisi kanan dengan perintah trip. Gambar 4.60, Gambar

4.61, dan Gambar 4.62 menunjukkan hasil simulasi islanding pada beban resistif,

induktif dan kapasitif.

75

Tabel 4.12 Waktu Deteksi dan Nilai Maksimum Absolut Detail Under Power


(ms)

Nilai Max

Absolut Detail

Under P Resistif 2,6 10,7202

Induktif 9,9 67,8314

Kapasitif 0,224 10,2048

Under Q Resistif 5,3 12,2063

Induktif 5 261,7985


Under PQ Resistif 2,6 11,4053

Induktif 2,5 112,5300


Fenomena islanding yang mengakibatkan munculnya under voltage

disebabkan karena kekurangan daya P (Gambar 4.51). Kekurangan daya Q tidak

terlalu berpengaruh pada fenomena under voltage, namun lebih ke pelebaran fasa

(Gambar 4.55). Kekurangan daya P dan Q merupakan akumulasi fenomena yang

terjadi pada kelebihan daya P dan Q (Gambar 4.59).

Pada beban induktif memiliki nilai detail yang lebih tinggi dibandingkan

dengan tipe beban yang lain. Hal ini membuat beban induktif lebih mudah dideteksi

saat terjadi islanding. Waktu deteksi tercepat diperoleh pada kondisi beban kapasitif

saat over P yaitu 0,224 ms, sedangkan waktu deteksi terlama diperleh pada hasil

simulasi beban kapasitif under Q dan beban induktif over P dengan nilai masing-

masing 5,3 ms dan 9,9 ms.

Tabel 4.13 Hasil Resume Skema Islanding


(ms)

Nilai Max

Absolut Detail

Match Resistif 2,5 12,1835

Induktif 2,272 294.5989

Kapasitif 0,225 10,4399

Over P Resistif 2,3 12,3351

Induktif 1,1 317,2854

Kapasitif 0,352 10,5226

Over Q Resistif 5,3 12,5627

Induktif 5,4 118,3197


Over PQ Resistif 2,6 12,1290

Induktif 2,7 213,3947

76


Under P Resistif 2,6 10,7202

Induktif 9,9 67,8314

Kapasitif 0,224 10,2048

Under Q Resistif 5,3 12,2063

Induktif 5 261,7985


Under PQ Resistif 2,6 11,4053

Induktif 2,5 112,5300


Tabel 4.13 menunjukkan hasil pengujian kondisi islanding untuk berbagai

skema power match, over power, dan under power menunjukkan bahwa algoritma

anti-islanding dapat mendeteksi kejadian islanding dan mengirimkan sinyal trip ke

CB inverter dengan interval waktu yang berbeda-beda tergantung pada kondisi

beban dan skema islanding yang dilakukan. Rentang waktu deteksi yang didapat

yaitu dari 0,224 ms ( beban kapasitif skema under P ) hingga 9,9 ms ( beban induktif

dengan skema under P ).

4.7 Validasi Teknik Anti-Islanding terhadap Kondisi Normal

Subbab ini bertujuan untuk menguji kehandalan algoritma wavelet dalam

mengenalikeadaan normal dan bukan islanding. Pengujian keadaan normal

dikategorikan menjadi tiga, yaitu perubahan daya inverter dan beban

4.7.1 Kondisi Normal dengan Perubahan Daya Inverter

Skema perubahan daya inverter terhadap waktu disajikan pada Tabel 4.14

dan Gambar 4.63

Tabel 4.14 Skema Perubahan Daya Inverter

Waktu (detik) Id (A) Iq (A)

Dari Ke-

0 0,4 4 3

0,4 0,8 4 -1

0,8 1,2 8 -1

1,2 1,4 8 1

1,4 1,8 6 1

1,8 2,5 6 0

77

Gambar 4.63 Daya, Tegangan, Arus, dan Hasil Transformasi Wavelet saat Terjadi

Perubahan Daya Inverter

Dari Gambar 4.63 terlihat bahwa hasil transformasi wavelet dari tegangan

PCC pada variasi daya inverter belum melewati titik threshold yang ditentukan

(threshold=8). Hal ini membuat algoritma anti islanding tidak mengirimkan sinyal

trip ke CB inverter Oleh karena itu algoritma deteksi ini dapat dikatakan valid

dalam mengenali kondisi normal.

4.7.2 Kondisi Normal dengan Perubahan Beban

Skema perubahan beban terhadap waktu disajikan pada Tabel 4.14 dan

Gambar 4.63

Tabel 4.15 Skema Perubahan Daya Inverter

Waktu (detik) Beban (watt)

Kenaikan Beban

Dari beban nominal (%) Dari Ke-

0 0,5 1000 0

0,5 1 500 -50

1 1,5 1500 +50

1,5 2 1000 0

78

Gambar 4.64 Daya, Tegangan, Arus, dan Hasil Transformasi Wavelet saat Terjadi

Perubahan Beban

Dari Gambar 4.64 terlihat bahwa hasil transformasi wavelet dari tegangan

PCC pada variasi daya inverter maupun variasi beban belum melewati titik

threshold yang ditentukan (threshold=8). Hal ini membuat algoritma anti islanding

tidak mengirimkan sinyal trip ke CB inverter Oleh karena itu algoritma deteksi ini

dapat dikatakan valid dalam mengenali kondisi normal.

79

BAB 5

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Kontrol arus inverter pada penelitian ini terbukti dapat mengontrol daya

aktif dan daya reaktif output inverter secara terpisah serta dapat mengatasi

permasalahan perubahan daya dari photovoltaic akibat perubahan iradiasi matahari.

Fenomena powermatch yaitu tegangan sebelum dan setelah islanding

hampir identik, terjadi ketika daya PV sama dengan daya beban. Fenomena over

voltage terjadi ketika daya aktif PV lebih dari daya aktif beban, sedangkan

fenomena under voltage terjadi ketika daya aktif PV kurang dari daya beban.

Algoritma anti-islanding menggunakan transformasi wavelet telah terbukti

dapat mengenali kondisi islanding pada berbagai tipe beban dan dengan berbagai

kemungkinan keseimbangan dan ketidakseimbangan daya inverter dengan daya

beban saat islanding terjadi. Waktu deteksi tercepat diperoleh saat beban kapasitif

skema under P senilai 0,224 ms dan waktu deteksi terlama dibutuhkan pada beban

induktif dengan skema under P yaitu 9,9 ms. Selain itu, algoritma yang dirancang

terbukti tidak bekerja saat kondisi normal dengan skema perubahan daya PV ke grid

dan perubahan beban.

5.2 Saran

Dalam upaya untuk memperbarui dan memperluas cakupan penelitian ke

depan, penulis memberikan beberapa saran diantaranya menguji dan

membandingkan keandalan metode transformasi wavelet dalam menangani

masalah islanding pada karakteristik inverter yang berbeda, seperti voltage source

inverter (VSI) atau impedance source inverter (ZSI). Karakteristik inverter yang

beda dapat juga dipadukan dengan renewable resource yang lain seperti wind

ataupun fuel cell.

Selain transformasi wavelet, metode untuk mendeteksi islanding juga

dapat menggunakan transformasi sinyal lain seperti Hilbert Huang Transform.

Perpaduan antara pemrosesan sinyal dengan artificial intelligent patut untuk dicoba

80

dalam mengenali gangguan tidak hanya islanding, namun karakteristik gangguan

lain yang didapat dari hubung singkat ataupun saluran terbuka.

Saran yang terakhir yang dapat penulis berikan adalah adalah

implementasi metode deteksi islanding dengan singnal processing transformasi

wavelet dapat ditanam pada chip mikrokontroller.

81

DAFTAR PUSTAKA

[1] K. N. E. Ku Ahmad, J. Selvaraj, and N. A. Rahim, “A review of the islanding

detection methods in grid-connected PV inverters,” Renewable and

Sustainable Energy Reviews, vol. 21, pp. 756–766, May 2013.

[2] S. Raza, H. Mokhlis, H. Arof, J. A. Laghari, and L. Wang, “Application of

signal processing techniques for islanding detection of distributed generation

in distribution network: A review,” Energy Conversion and Management,

vol. 96, pp. 613–624, May 2015.

[3] H. Yatimi and E. Aroudam, “Mathematical Modeling and Simulation of

Photovoltaic Power Source using Matlab/Simulink,” International Journal of

Innovation and Applied Studies, vol. 16, no. 2, p. 322, 2016.

[4] J. A. Ramos-Hernanz et al., “Two photovoltaic cell simulation models in

Matlab/Simulink,” International Journal on Technical and Physical

Problems of Engineering (IJTPE), vol. 4, no. 1, pp. 45–51, 2012.

[5] S. Sumathi, L. Ashok Kumar, and P. Surekha, “Application of

MATLAB/SIMULINK in Solar PV Systems,” in Solar PV and Wind Energy

Conversion Systems: An Introduction to Theory, Modeling with

MATLAB/SIMULINK, and the Role of Soft Computing Techniques, S.

Sumathi, L. Ashok Kumar, and P. Surekha, Eds. Cham: Springer International

Publishing, 2015, pp. 59–143.

[6] “KC200GT High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module Datasheet

Kyocera. [Online]. Available: http://www.kyocera.com.” .

[7] D. W. Hart, Power Electronics. McGraw-Hill, 2011.

[8] N. Vázquez and J. V. López, “11 - Inverters A2 - Rashid, Muhammad H.,”

in Power Electronics Handbook (Fourth Edition), Butterworth-Heinemann,

2018, pp. 289–338.

[9] “IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric

Power Systems,” IEEE Std 1547-2003, pp. 1–28, Jul. 2003.

[10] C. Tran et al., Active and Reactive Power Controller for Single-Phase Grid-

Connected Photovoltaic Systems. 2018.

[11] Sung-Il Jang and Kwang-Ho Kim, “An islanding detection method for

distributed generations using voltage unbalance and total harmonic distortion

of current,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 19, no. 2, pp. 745–

752, Apr. 2004.

82

[12] G. A. Smith, P. A. Onions, and D. G. Infield, “Predicting islanding operation

of grid connected PV inverters,” IEE Proceedings - Electric Power

Applications, vol. 147, no. 1, pp. 1–6, Jan. 2000.

[13] Guo-Kiang Hung, Chih-Chang Chang, and Chern-Lin Chen, “Automatic

phase-shift method for islanding detection of grid-connected photovoltaic

inverters,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 18, no. 1, pp. 169–

173, Mar. 2003.

[14] H. K. Karegar and B. Sobhani, “Wavelet transform method for islanding

detection of wind turbines,” Renewable Energy, vol. 38, no. 1, pp. 94–106,

Feb. 2012.

[15] M. G. Villalva, J. R. Gazoli, and E. R. Filho, “Comprehensive Approach to

Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays,” IEEE Transactions on

Power Electronics, vol. 24, no. 5, pp. 1198–1208, May 2009.

[16] M. G. Villalva, J. R. Gazoli, and E. R. Filho, “Modeling and circuit-based

simulation of photovoltaic arrays,” in 2009 Brazilian Power Electronics

Conference, 2009, pp. 1244–1254.

[17] C. R. Bush and B. Wang, “A single-phase current source solar inverter with

reduced-size DC link,” in 2009 IEEE Energy Conversion Congress and

Exposition, 2009, pp. 54–59.

[18] A. Bier, “Three-phase grid-tied current-source inverter sizing and control for

photovoltaic application,” in 2016 International Symposium on Power

Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM), 2016,

pp. 878–883.

[19] S. Jayalath and M. Hanif, “CL-filter design for grid-connected CSI,” in 2015

IEEE 13th Brazilian Power Electronics Conference and 1st Southern Power

Electronics Conference (COBEP/SPEC), 2015, pp. 1–6.

[20] M. Ebrahimi, S. A. Khajehoddin, and M. Karimi-Ghartemani, “Fast and

Robust Single-Phase $DQ$ Current Controller for Smart Inverter

Applications,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 31, no. 5, pp.

3968–3976, May 2016.

83

LAMPIRAN

Blok Sistem

PLL, Switching, Dan Kontrol Arus DQ

84

Transformasi Clark-Park dan Perhitungan Instantanous Power

85

DAFTAR INDEX

Documents

TESIS TE142599 DETEKSI ISLANDING PADA PHOTOVOLTAIC