Reduksi Harmonisa dan Ketidakseimbangan Tegangan menggunakan Hybrid Active Power Filter Tiga Fasa berbasis ADALINE-Fuzzy Oleh: Marselin Jamlaay – 2211 201 206 Dosen Pembimbing: 1. Prof. Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng 2. Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery Purnomo, M.Eng
36
Embed
REDUKSI HARMONISA DAN KETIDAKSEIMBANGAN … · Presentasi ketidakseimbangan menjadi 0.09% Tegangan beban sebelum Kompensasi (V peak) Tegangan beban Setelah Kompensasi (V peak) Fas
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Reduksi Harmonisa dan Ketidakseimbangan
Tegangan menggunakan Hybrid Active Power Filter Tiga Fasa berbasis ADALINE-Fuzzy
Oleh:
Marselin Jamlaay – 2211 201 206
Dosen Pembimbing:
1. Prof. Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng
2. Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery Purnomo, M.Eng
Overview
Pendahuluan
Pemodelan Sistem
Simulasi dan Analisa
Kesimpulan
Pendahuluan
Meningkatnya permintaan kebutuhan kontrol
Penggunaan peralatan elektronika daya dan konverter semakin tinggi
Menyebabkan permasalahan kualitas daya, diinjeksikannya harmonisa ke power system
1
Pendahuluan
Solusi Filter
Filter Pasif L-C Filter Aktif
- kompensasinya tetap - menimbulkan resonansi.
Parallel Seri
Hybrid APF
2
Pendahuluan Artificial Intelegence
Artificial Neural Network
Adaptive Linier Neuron (ADALINE)
ADALINE Learning
factor Fuzzy
Perhitungan Komponen Simetri
Perhitungan Komponen Urutan Positif
3
Batasan Masalah
Sistem distribusi
tegangan rendah 380 VL-L
Analisa dalam kondisi steady
state
Simulasi dilakukan pada
MATLAB Simulink R2012b
Sumber tegangan dc VSI
konstan
Pendahuluan
4
Pemodelan Sistem
5
Pemodelan Sistem
Filter ditala pada frekuensi 250 Hz dan 350 Hz.
Pengukuran faktor daya sistem.
Menghitung daya reaktif yang harus dikompensasi kapasitor.
Menghitung nilai induktansi L untuk harmonisa orde 5 dan orde 7.
6
Pemodelan Sistem
Inverter 3x1 fasa Vdc
Ideal transformer
Menentukan tegangan suplai dc inverter:
Rating tegangan sistem = 380 VL-L
Sehingga Vdc = 620.54 Volt
Filter LC
a
dc
peak mV
V 2
7
Pemodelan Sistem
Mengukur arus sumber tiga fasa.
Arus sumber dijadikan sebagai output target.
Node terdiri dari blok sinyal fundamental dan
blok-blok sinyal harmonik.
Blok sinyal harmonik dibangun hingga orde-35
8
Pemodelan Sistem Algoritma learning :
Widrow Hoff
)()()( ninine ests )()()()1( nxnenWnW
tnan sin
tnbn cos
9
Pemodelan Sistem
)()()()1( nxnenWnW Persamaan widrow-hoff:
Learning factor mempengaruhi kecepatan learning ADALINE
Fuzzy Logic Controller sebagai Pengatur Learning Factor
Sembilan fuzzy rule
10
Pemodelan Sistem
0 10 20 0 5 10
S M L L M S
0.0125 0.025 0.0375 0.05 0
S M L
mean error mean error
output
Membership function variabel input dan output :
11
Pemodelan Sistem
Kinerja Adaline-Fuzzy dalam merespon arus sumber harmonik:
Aru
s (A
mp
ere)
Waktu (detik)
Aru
s (A
mp
ere)
Waktu (detik)
Arus estimasi adaline(merah)
Output target (biru)
12
Pemodelan Sistem
Mengukur tegangan sumber tiga fasa.
Perhitungan Komponen simetri
urutan positif
c
b
a
c
b
a
c
b
a
v
v
v
jv
v
v
v
v
v
011
101
110
32
1
1
1
1
3
1
21
21
21
21
21
21
)(
)(
)(
13
Pemodelan Sistem
Dapat ditentukan besarnya injeksi tegangan:
scsc
sbsb
sasa
scub
sbub
saub
VV
VV
VV
V
V
V
Teg
an
ga
n (
Vo
lt)
Waktu (detik)
Tegangan sumber (biru)
Tegangan beban (merah)
Tegangan injeksi
14
Pemodelan Sistem Pemodelan Keseluruhan Sistem
15
Simulasi dan Analisa Parameter Sistem
DATA PASSIVE POWER FILTER
Beban 2 Parameter
Harmonisa orde-5 C5 = 0.4275 mF, L5 = 0.94803 mH
Harmonisa orde-7 C7 = 0.4275 mF, L7 = 0.48369 mH
Beban 3 Parameter
Harmonisa orde-5 C5 = 0.42358 mF, L5 = 0.95678 mH
Harmonisa orde-7 C7 = 0.42358 mF, L7 = 0.488 mH
DATA SUMBER
Impedansi sumber R = 0.01 , L =0.3 mH
Sumber seimbang Parameter
Fasa a 310.2687 sin (t)
Fasa b 310.2687 sin (t-2/3)
Fasa c 310.2687 sin (t+2/3)
Sumber tidak seimbang Parameter
Fasa a 300 sin (t)
Fasa b 280 sin (t-2/3)
Fasa c 250 sin (t+2/3)
DATA BEBAN
Beban 1 Parameter
Beban linier R= 0.01 , L= 10 mH
Beban 2 Parameter
Beban nonlinier Dioda rectifier 3
R= 10 , L= 0.01 mH
Beban 3 Parameter
Beab nonlinier Dioda rectifier 3
R= 20 , C= 0.1 mF 16
Simulasi dan Analisa
Suplai tegangan tiga fasa tidak seimbang (Vpeak): Vsa = 300 Volt Vsb = 280 Volt Vsc = 250 Volt
Maksimum deviasi dari nilai rata-rata
Rata- rata magnitude tegangan tiga fasa x 100% %unbalance =
%100
3)250280300(
2503)250280300(
9.6385%
Presentasi ketidakseimbangan berdasarkan standard NEMA:
17
Simulasi dan Analisa
18
Teg
an
ga
n (
Vo
lt)
Waktu (detik)
Teg
an
ga
n (
Vo
lt)
Waktu (detik)
Teg
an
ga
n (
Vo
lt)
Waktu (detik)
Tegangan beban= Tegangan sumber
Tegangan tiga fasa seimbang
Tegangan referensi tiga fasa
Fasa a Fasa b Fasa c
Simulasi dan Analisa
19
Teg
an
ga
n (
Vo
lt)
Waktu (detik)
Tegangan beban tiga fasa seimbang
Presentasi ketidakseimbangan menjadi 0.09%
Tegangan beban sebelum Kompensasi (Vpeak)
Tegangan beban Setelah Kompensasi (Vpeak)
Fasa a 300 Volt 310.7 Volt
Fasa b 280 Volt 310.7 Volt
Fasa c 250 Volt 311.8 Volt
Simulasi dan Analisa
20
Percobaan dilakukan dengan penurunan tegangan hingga 50% (pada fasa b).
Teg
an
ga
n (
Vo
lt)
Fasa a Fasa b
Fasa c
Teg
an
ga
n (
Vo
lt)
Waktu (detik)
Tegangan beban sebelum Kompensasi (Vpeak)
Tegangan beban Setelah Kompensasi (Vpeak)
Fasa a 150 Volt 311.5 Volt
Fasa b 70 Volt 311.6 Volt
Fasa c 100 Volt 311.8 Volt
Simulasi dan Analisa
Dilakukan percobaan pada dua tipe beban nonlinier:
21
Beban nonlinier (beban 2)
Beban linier (beban 1)
Beban nonlinier (beban 3) A
rus
(Am
per
e)
Waktu (detik)
Waktu (detik)
Aru
s (A
mp
ere)
Simulasi dan Analisa
Konfigurasi Beban linier (beban 1) dan beban nonlinier (beban 2)
22
Parameter
Nilai
Fasa a Fasa b Fasa c
Tegangan (Vs-rms) 215.4 Volt 215.1 Volt 215.2 Volt
Adaline-Fuzzy yang dirancang mampu beradaptasi dengan berbagai sinyal target yang diberikan sehingga dapat ditentukan gelombang murni harmonik.
Metode perhitungan komponen simetri mampu menghasilkan tegangan injeksi secara tepat dengan suplai tegangan tiga fasa tidak seimbang yang dibuat bervariasi hingga penurunan 50%.
Penggunaan filter pasif untuk beban nonlinier rectifier 3 fasa dengan RL seri menghasilkan Penurunan distorsi arus sumber yang cukup signifikan, dan jika diintegrasikan dengan series APF kemampuan reduksi harmonisa meningkat walaupun penurunannya tidak signifikan.
Penggunaan filter pasif untuk beban nonlinier rectifier 3 fasa dengan RC paralel menghasilkan Penurunan distorsi arus sumber yang tidak signifikan, namun jika diintegrasikan dengan series APF kemampuan reduksi harmonisa filter pasif lebih optimal.
Penurunan distorsi harmonik pada arus sumber mencapai 3.4% disertai dengan perbaikan tegangan beban dengan presentasi ketidakseimbangan berdasarkan standar NEMA dibawah 0.1%.