Desain Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) Untuk Meredam Harmonisa

Desain Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) Untuk Meredam Harmonisa Kikin Khoirur Roziqin– 2206100129 Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih-Sukolilo, Surabaya-60111

Abstrak : Penggunaan peralatan elektronika pada saat ini mengalami peningkatan yang cukup pesat, baik di sektor industri, perkantoran maupun aplikasi rumah tangga. Peralatan elektronika terutama dari jenis penyearah (rectifiers) seperti dioda dan thyristor, adalah beban nonlinier yang merupakan pembangkit harmonisa yang mengakibatkan distorsi sehingga akan menurunkan kualitas sistem tenaga listrik yang dapat menyebabkan dampak negatif terhadap peralatan-peralatan lain pada instalasi. Usaha-usaha untuk penyelesaian masalah penghilangan harmonisa telah banyak dilakukan. Dalam tugas akhir ini, filter aktif shunt tiga tingkat digunakan untuk meredam harmonisa. Penggunaan inverter tiga tingkat pada filter aktif shunt mempunyai keuntungan pada distorsi harmonisa yang rendah dan mengurangi kerugian switching. Untuk mengatasi pemodelan matematis yang kompleks dan rumit, fuzzy logic controller (FLC) diusulkan untuk diterapkan pada filter aktif shunt tiga tingkat. Algoritma FLC diusulkan untuk meredam harmonisa arus. Perangkat lunak MATLAB Simulink R2008a digunakan untuk mensimulasikan algoritma FLC pada filter aktif shunt tiga tingkat. Dari simulasi diharapkan diperoleh hasil yang menunjukkan bahwa filter aktif shunt tiga tingkat mampu menghasilkan sumber arus yang sinusoidal dengan distorsi harmonisa yang rendah. Kata kunci : Harmonisa, Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat, Fuzzy Logic Controller (FLC) I.

PENDAHULUAN

Beban nonlinier dewasa ini banyak digunakan pada sistem tenaga listrik. Penggunaan beban-beban dengan komponen elektronika yang merupakan beban nonlinier seperti komputer, televisi, lampu dengan ballast elektronik, dan Uninterruptible Power Supply (UPS) kini semakin luas. Di samping itu, banyak industri-industri yang memanfaatkan konverter dengan thyristor dan rectifier. Beban-beban ini semua dapat menimbulkan distorsi bentuk gelombang arus maupun tegangan. Distorsi gelombang ini biasa disebut harmonisa. Adanya harmonisa dapat menimbulkan permasalahan antara lain adalah faktor daya rendah,

Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS.

overheating, dan dapat meningkatkan rugi-rugi energi. Harmonisa juga dapat menurunkan kualitas sistem tenaga listrik yang dapat menyebabkan dampak negatif terhadap peralatan-peralatan lain pada instalasi. Banyak usaha yang telah dilakukan untuk menyelesaikan masalah peredaman harmonisa. Cara yang paling biasa dilakukan adalah dengan menggunakan filter pasif. Filter pasif tersebut paling sering digunakan karena biaya pembuatan yang rendah dan strukturnya yang sederhana. Namun, filter ini tidak dapat menyelesaikan masalah yang ditimbulkan oleh variasi acak dari bentuk gelombang pada beban karena filter ini biasanya ditala pada frekuensi tertentu. Filter ini juga dapat menghasilkan resonansi seri dan paralel dengan impedansi sumber [1]. Dalam upaya untuk memecahkan masalah ini, dikembangkan penggunaan filter aktif. Pada tugas akhir ini digunakan filter aktif shunt tiga tingkat dengan menggunakan FLC. Filter aktif shunt tiga tingkat ini menggunakan inverter tiga tingkat dengan algoritma FLC. II. FILTER AKTIF SHUNT TIGA TINGKAT 2.1 Konsep Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Konsep filter aktif shunt atau filter aktif paralel adalah bekerja dengan menyuntikan arus harmonisa yang berlawanan fasanya dengan arus harmonisa pada sistem sehingga dapat mengurangi distorsi harmonisa pada sistem tenaga listrik. Filter aktif shunt tiga tingkat merupakan suatu filter aktif shunt yang menggunakan inverter tiga tingkat dalam pembentukan arus kompensasi untuk meredam harmonisa. Filter aktif yang digunakan untuk mereduksi komponen harmonisa telah banyak berkembang dan telah menggunakan berbagai metode kontrol. Dalam tugas akhir ini, elemen kontrol yang digunakan untuk mengatur arus injeksi pada inverter tiga tingkat adalah dengan kontrol cerdas Fuzzy Logic Controller (FLC). Kontrol FLC ini telah banyak digunakan dalam operasi sistem tenaga terutama untuk mengontrol suatu sistem yang memiliki kompleksitas tinggi. Fuzzy Logic Controller (FLC) yang digunakan sebagai elemen kontrol memiliki beberapa keuntungan antara lain : tidak memerlukan pemodelan matematik yang rumit sehingga memudahkan proses perancangan sistem kontrol, aturan fuzzy bersifat sederhana sehingga mudah dimengerti,, memiliki fleksibilitas yang tinggi karena mudah untuk mengubah aturan atau rule yang sesuai kebutuhan, dan

1

merupakan model yang independen, memiliki kekokohan tinggi dan mampu beradaptasi. IsA IsB IsC IcA

IcB

IcC

kapasitor. Tegangan di masing-masing kapasitor adalah sama dengan VDC/(N-1), VDC adalah tegangan total dari sumber DC. Semakin banyak tingkat pada suatu inverter maka tegangan output yang dihasilkan juga akan semakin halus. Tetapi hal ini memiliki kekurangan jika jumlah tingkat pada inverter semakin tinggi, yaitu jumlah kapasitor, dioda, serta saklar (switch) akan semakin banyak diperlukan.

Filtering

IhA IhB IhC + + + -

-

-

eIC eIB eIA

Control Block FLC

Iref

Inverter Tiga Tingkat

Gambar 1 Diagram Blok Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Rangkaian pada Gambar 1 menunjukkan skema prinsip kerja dari filter aktif shunt tiga tingkat dengan fuzzy logic controller yang digunakan pada tugas akhir ini. IsA, IsB, dan IsC merupakan arus sensor atau arus yang mengalir pada sistem (fundamental dan harmonisa) yang akan masuk ke rangkaian filtering pada filter aktif shunt. Arus sensor ini kemudian difilter dengan menggunakan rangkaian filtering sehingga diperoleh arus harmonisa. Arus harmonisa merupakan arus yang mengandung harmonisa saja, yaitu IhA, IhB, dan IhC. Selanjutnya eIA, eIB, dan eIC adalah sinyal error arus fasa yang digunakan sebagai masukan menuju kontrol Fuzzy Logic Controller (FLC) untuk memproses sinyal error arus ini dan menghasilkan sinyal arus referensi yang dipakai sebagai masukan elemen switching PWM untuk mengontrol inverter tiga tingkat. Inverter tiga tingkat ini akan menghasilkan arus kompensasi IcA, IcB, dan IcC. Arus kompensasi ini digunakan untuk mengkompensasi arus harmonisa yang terdapat pada sistem. Arus kompensasi tersebut, kemudian juga diumpanbalikkan dan dibandingkan dengan arus harmonisa IhA, IhB, dan IhC untuk menghasilkan sinyal error arus fasa sebagai masukan kontrol FLC. Sehingga didapat sistem kontrol filter aktif shunt dengan closed loop FLC control. 2.1 Inverter Tiga Tingkat Inverter merupakan suatu peralatan elektronika yang mengkonversikan listrik arus searah (DC) menjadi listrik arus bolak-balik (AC). Inverter ini bisa terdiri dari satu tingkat maupun banyak tingkat atau yang biasa disebut dengan multilevel inverter. Peralatan inverter dikategorikan sebagai peralatan multilevel inverter jika peralatan inverter tersebut minimum memiliki tiga level gelombang tegangan keluaran pada peralatan tersebut. Pada tugas akhir ini digunakan inverter tiga tingkat dengan kontroler FLC sebagai filter aktif shunt. Inverter seperti pada gambar 2 didasarkan pada Voltage Source Inverter (VSI) tiga fasa dengan tiga tingkat. Penggunaan dioda untuk menghubungkan dengan titik referensi O yaitu titik di antara dua kapasitor untuk memperoleh titik tengah tegangan. Supaya menghasilkan sebuah inverter dengan N tingkat, maka diperlukan N-1

Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS.

Gambar 2 Inverter Tiga Tingkat III. DESAIN DAN PEMODELAN INVERTER TIGA TINGKAT BERBASIS FUZZY LOGIC CONTROLLER (FLC) SEBAGAI FILTER AKTIF 3.1 Konfigurasi Sistem Sistem yang digunakan pada tugas akhir ini adalah sistem kelistrikan sederhana yang digunakan untuk studi kasus ini. BEBAN NON LINIER

Sumber

FILTERING

FLC

BEBAN LINIER INVERTER TIGA TINGKAT

Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat

Gambar 3 Diagram Blok Sistem dengan Inverter Tiga Tingkat Berbasis FLC sebagai Filter Aktif Shunt Pada tugas akhir ini, simulasi dilakukan dengan menggunakan MATLAB Simulink R2008a yang pemodelannya secara umum bisa dilihat pada gambar 3,. tentang diagram blok dari sistem beserta filter aktif shunt tiga tingkat berbasis FLC. 3.2 Komponen Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Berbasis FLC 3.2.1 Filtering Filtering merupakan suatu proses untuk mendapatkan sinyal arus harmonisa dengan cara memfilter sinyal arus dan tegangan pada sistem. Dimana sinyal arus dan tegangan pada sistem memiliki dua komponen yaitu sinyal fundamental

2

yaitu dengan frekuensi 50 Hz dan sinyal harmonisa dengan frekuensi kelipatan bilangan bulat dari frekuensi fundamental sistem. Untuk mengidentifikasi harmonisa arus digunakan p-q theory [11]. Arus referensi atau harmonisa arus diidentifikasi dengan transformasi α-β untuk mendapatkan daya real dan imajiner [11]. Tegangan sumber (VS1, VS2, VS3) dan arus sumber (IS1, IS2, IS3) ditransformasikan menjadi sistem biphase menurut persamaan (1) berikut [11] : 1

1

𝑋1 (1) 𝑋2 3 0 − 𝑋3 2 2 Daya aktif dan daya reaktif sesaat pada sistem dihitung berdasarkan persamaan (2) di bawah ini [11] : 𝑋α = 𝑋β

2

1

𝑝 𝑉𝑠𝛼 𝑞 = −𝑉𝑠𝛽

−

2 3

𝑉𝑠𝛽 𝑉𝑠𝛼

−

2 3

𝐼𝛼 𝐼𝛽

(2)

Daya sesaat ini terdiri dari bagian konstan dan bagian variabel yang berhubungan dengan sinyal fundamental dan sinyal harmonisa. Daya sesaat p dan q terdiri dari komponen DC dan AC yang dapat dituliskan dalam persamaan (3) dan (4) berikut [12] : 𝑝= 𝑝+ 𝑝 𝑞 = 𝑞+𝑞

(3) (4)

dimana, 𝒑 = komponen konstan daya aktif pada sinyal fundamental 𝒑 = komponen variabel daya aktif pada sinyal harmonisa 𝒒 = komponen konstan daya reaktif pada sinyal fundamental 𝑞 = komponen variabel daya reaktif pada sinyal harmonisa Untuk mendapatkan arus sinyal harmonisa saja, maka sinyal daya sesaat tersebut perlu difilter menggunakan High Pass Fillter (HPF) pada sinyal frekuensi fundamental yaitu 50 Hz, sehingga akan menahan frekuensi fundamental 50 Hz dan melewatkan sinyal harmonisanya saja. Setelah itu, untuk mendapatkan arus referensi harmonisa dilakukan transformasi sesuai dengan persamaan (5) berikut [11] : 𝑉𝑠𝛼 𝐼ℎ𝛼 1 = 𝐼ℎ𝛽 V 2 sα+V 2 sβ 𝑉𝑠𝛽

3.2.2 Aplikasi Fuzzy Logic Controller Fuzzy Logic Controller (FLC) merupakan alternatif sistem kendali modern yang mudah karena tidak perlu dicari model matematis dari suatu sistem, tetapi tetap efektif karena memiliki respon sistem yang stabil [11]. Logika fuzzy berfungsi untuk mewakili sesuatu yang tidak pasti dan tidak tepat dari sistem, sedangkan kontrol fuzzy memungkinkan untuk mengambil keputusan walaupun input atau output dari sistem tidak pasti dan tidak dapat diperkirakan. Pada gambar 4 [11], menunjukkan FLC yang memiliki dua input dan satu output. Input yaitu error (e), yang merupakan perbedaan antara arus referensi (harmonisa saat ini) dengan filter aktif saat ini (disuntikkan saat ini) yaitu (e = iref - if) dan turunan dari error (delta error), dimana delta error merupakan error sekarang dikurangi dengan error sebelumnya, error [n-1]. Sedangkan outputnya adalah perintah (cde).

−𝑉𝑠𝛽 𝑉𝑠𝛼

𝑝 𝑞

Untuk mengontrol inverter tiga tingkat pada filter aktif shunt dalam tugas akhir ini digunakan implementasi dari FLC. Dimana FLC mengolah perbedaan antara injected current (arus filter aktif atau arus yang dikompensasi ke suatu sistem tenaga listrik) dan reference current (arus yang diidentifikasi dari suatu sistem tenaga listrik) untuk menentukan arus referensi pada inverter. Hasil dari arus referensi dibandingkan dengan dua gelombang pembawa (signal carrier) segitiga yang sama yang digeser satu dari yang lain dengan memotong setengah periode, seperti ditunjukkan pada Gambar 5 dimana sistem kendali arus mempunyai 2 buah sinyal pembawa yaitu Vcar1 dan Vcar2 dengan fase yang berbeda. Secara umum, diagram balok dari pengontrol arus ditunjukkan pada Gambar 5 berikut ini [11].

(5)

Dari persamaan (5) diperoleh arus harmonisa dalam sistem bi-phase. Untuk mendapatkan arus referensi harmonisa yang sesungguhnya, maka arus harmonisa dalam sistem bi-phase harus ditransformasikan dengan invers dari transformasi α-β, dimana ditunjukkan pada persamaan (6) berikut [12] : 1 0 𝐼𝑟𝑒𝑓𝑎 1 3 𝐼ℎ𝛼 2 − 𝐼𝑟𝑒𝑓𝑏 = (6) 2 2 3 𝐼ℎ𝛽 1 3 𝐼𝑟𝑒𝑓𝑐 − 2 2 Dari transformasi pada persamaan (6), diperoleh arus referensi harmonisa yang dapat digunakan untuk proses selanjutnya yaitu sebagai arus referensi kontrol FLC.

Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS.

Gambar 4 Diagram Fuzzy Logic Controller

Gambar 5 Diagram Blok Kendali Arus Prosedur dalam menentukan penyalaan pada inverter tiga tingkat diperlukan suatu kondisi tertentu yang harus terpenuhi, sehingga kombinasi penyalaan masing-masing ideal switch pada inverter tiga tingkat dapat dilakukan. Pada inverter tiga tingkat, jumlah seluruh ideal switch yang digunakan terdapat 12 buah ideal switch. Dari seluruh ideal

3

switch ini dibagi menjadi tiga bagian yaitu untuk ideal switch T11-T14, T21-T24, dan T31-T34. Hasil perbandingan antara sinyal keluaran FLC dan sinyal pembawa (Vcar1 dan Vcar2) akan menghasilkan sinyal vi1 dan vi2. Dimana untuk menentukan nilai dari sinyal vi1 dan vi2, ditunjukkan sebagai berikut : Jika sinyal keluaran FLC ≥ Vcar1, maka vi1 = 1. Jika sinyal keluaran FLC < Vcar1, maka vi1 = 0. Jika sinyal keluaran FLC ≥ Vcar2, maka vi2 = 0. Jika sinyal keluaran FLC < Vcar1, maka vi2 = -1. Dari nilai sinyal vi1 dan vi2 yang telah diperoleh, maka hasilnya akan dijumlahkan untuk mendapatkan sinyal kontrol penyalaan ideal switch (Tij), untuk i = 1,2,3 dan j = 1,2,3,4. Prosedur untuk mendapatkan sinyal kontrol penyalaan ideal switch ditunjukkan sebagai berikut : Jika (vi1 + vi2) = 1, maka Ti1 = 1, T i2 = 1, T i3 = 0, T i4 = 0. Jika (vi1 + vi2) = 0, maka Ti1 = 0, T i2 = 1, T i3 = 1, T i4 = 0. Jika (vi1 + vi2) = -1, maka Ti1 = 0, T i2 = 0, T i3 = 1, T i4 = 1. Secara umum, kontrol sinyal ideal switch ditunjukkan pada tabel 1.

Tabel 2 Rule Base Fuzzy Logic Controller d_error ln n ze p lp

LN

N

Error ZE

P

LP

BN BN BN BN BN

N N N N N

P P ZE N N

P P P P P

BP BP BP BP BP

Keterangan tabel 2 : LN = ln = Large Negatif N = n = Negatif ZE = ze = Zero P = p = Positif LP = lp = Large Positif

3.3.2 Menentukan Membership Function Fungsi keanggotaan atau Membership Function (MF) menyatakan fungsi secara keseluruhan yang menyatakan derajat keanggotaan (Membership Function) dari masing-masing variabel. Sedangkan yang dimaksud variabel disini adalah error, delta error, dan sinyal kontrol keluaran.

Tabel 1 Sinyal Kontrol Ideal Switch pada Inverter Tiga Tingkat Ki

Ti1

Ti2

Ti3

Ti4

Vio

1 1 1 0 0 Vdc/2 0 0 1 1 0 0 -1 0 0 1 1 - Vdc/2 Keterangan tabel 1 : Ki = Hasil penjumlahan sinyal vi1 dan vi2 T i1 – T i4 = Ideal switch pada inverter tiga tingkat i = 1,2,3 Vio = Tegangan keluaran inverter tiga tingkat Vdc = Tegangan sumber arus searah (DC)

3.3 Prosedur Pengontrolan Menggunakan FLC Prosedur pengaturan dengan menggunakan Fuzzy Logic Controller (FLC) merupakan kumpulan aturan-aturan kontrol sebagai acuan untuk menyatakan aksi kontroler. Aturan tersebut disusun berdasarkan pengamatan atau perkiraan terhadap respon dinamik dari suatu sistem. Untuk menetukan rule base digunakan metode pendekatan secara linguistik, yaitu dengan melakukan pengamatan respon terhadap masukan maka selanjutnya ditentukan rule base kontrol logika fuzzy yang sesuai dengan kondisi yang terjadi. 3.3.1 Menentukan Rule Base FLC Rule base merupakan sekelompok aturan dalam fuzzy yang mengolah sinyal data masukan dan sinyal data keluaran. Pada penyusunan rule base fuzzy akan dibuat aturan-aturan dasar untuk pengambilan keputusan pada keluaran FLC. Tabel 2 menunjukkan rule base yang digunakan untuk mengolah sinyal masukan dan sinyal keluaran FLC pada tugas akhir ini. Rule base ini terdiri dari 2 variabel masukan yaitu error dan delta error. Secara langsung pembagian ruang masukan mempengaruhi jumlah aturan kontrol yang dihasilkan. Pada sistem Multi Input Single Output (MISO), jumlah aturan kontrol yang dihasilkan adalah 5 x 5 = 25 aturan kontrol.

Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS.

Gambar 6 Membership Function Variabel Masukan Error 3.3.3 Proses Defuzzyfikasi Proses defuzzyfikasi merupakan proses untuk mengubah data fuzzy menjadi data numerik sebagai aksi dari sinyal keluaran. Data tersebut merupakan hasil data yang diperoleh pada proses interference. Dalam sistem ini karena metode untuk membentuk Membership Function adalah metode triangular (segitiga), maka untuk menentukan sinyal aktuasi yang lebih cocok adalah menggunakan metode Center of Area (COA) atau metode titik berat. Metode center of area disebut juga center of gravity [10]. Metode ini menghitung nilai crips menggunakan persamaan :

𝑦∗ =

𝑦𝜇 𝑅 (𝑦 )𝑑 𝑦 𝜇 𝑅 (𝑦)𝑑 𝑦

(7)

Dimana y* suatu nilai crisp. Fungsi integration dapat diganti dengan fungsi summation jika y bernilai diskrit, sehingga persamaan (9) menjadi :

𝑦∗ =

𝑦 𝜇 𝑅 (𝑦) 𝜇 𝑅 (𝑦 )

(8)

4

IV. SIMULASI DAN ANALISIS 4.1 Simulasi Awal Sistem Tanpa Menggunakan Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Berbasis Fuzzy Logic Cotroller (FLC) Kondisi awal sistem disimulasikan pada saat sebelum adanya filter aktif shunt tiga tingkat berbasis FLC dengan beban linier berupa R dan L seri tiga fasa dengan daya terpasang 13 kVA serta beban non linier yang terdiri dari sebuah penyearah tiga fasa dengan beban R dan C dengan daya terpasang sebesar 2.8 kVA. Simulasi ini menggunakan MATLAB Simulink R2008a.

sistem. Akan dilihat bagaimana pengaruh dari pemasangan filter aktif shunt tiga tingkat berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) pada sistem ini.

Gambar 11 Gelombang Arus Sumber Setelah Pemasangan Filter

Gambar 7 Gelombang Arus Sumber Sebelum Pemasangan Filter Gambar 12 Spektrum Arus Sumber Setelah Pemasangan Filter

Gambar 13 Gelombang Tegangan Sumber Setelah Pemasangan Filter Gambar 8 Spektrum Arus Sumber Sebelum Pemasangan Filter

Gambar 9 Gelombang Arus Sumber Sebelum Pemasangan Filter Gambar 14 Spektrum Tegangan Sumber Setelah Pemasangan Filter

4.3 Perbandingan Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) dengan Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Berbasis ProportionalIntegral Controller (PI) Controller

Gambar 10 Gelombang Arus Sumber Sebelum Pemasangan Filter

4.2 Simulasi Sistem Menggunakan Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) Peredaman harmonisa pada simulasi ini menggunakan filter aktif yang dipasang secara paralel (shunt) terhadap

Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS.

Penggunaan filter aktif shunt tiga tingkat berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) ini bertujuan untuk memperbaiki kualitas dari jaringan suatu sistem tenaga listrik, baik dari sisi tingkat harmonisa dan juga faktor daya di sisi sumber. Pada tugas akhir ini juga digunakan suatu controller lain yaitu Proportional-Integral Controller atau PI Controller sebagai pembanding dengan FLC. Tabel 5 akan ditunjukkan bagaimana kinerja dari filter aktif shunt tiga

5

tingkat yang dikontrol dengan FLC dan juga dengan PI Controller. Tabel 5 Perbandingan Sistem Sebelum dan Sesudah Pemasangan Filter Aktif Shunt Tiga Tingkat Berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) Sebelum Setelah Pemasangan Filter Besaran yang Pemasangan diukur FLC PI Controller Filter Daya Aktif (P)

13.48 kW

16.36 kW

16.27 kW

Daya Reaktif (Q)

4.871 kVAR

4.868 kVAR

5.1 kVAR

Daya Total (S)

14.33 kVA

17.07 kVA

17.05 kVA

Faktor Daya Arus Sumber Fundamental (peak)

0.94

0.958

0.9578

30.52 A

36.5 A

36.69 A

Arus Sumber Fundamental (rms)

21.58 A

25.81 A

25.94 A

THD arus sumber

7.24 %

4.98 %

5.06 %

309 V

309 V

309 V

219 V

219 V

219 V

3.90 %

0.71 %

0.71 %

Tegangan Sumber Fundamental (peak) Tegangan Sumber Fundamental (rms) THD tegangan sumber

lebih presisi dalam memberikan sinyal kontrol untuk penyalaan inverter tiga tingkat sebagai filter aktif shunt. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk menentukan jumlah tingkat pada inverter yang optimum sebagai filter aktif shunt yang disesuaikan dengan faktor ekonomi. Karena penambahan jumlah tingkat pada inverter akan berpengaruh pada peningkatan sisi ekonomi yaitu semakin bertambah pula komponen-komponen di dalam inverter seperti jumlah switch, kapasitor, dan dioda yang semakin bertambah banyak.

DAFTAR PUSTAKA

V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil analisis dan simulasi yang telah dilakukan dalam tugas akhir ini, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Pemasangan filter aktif shunt tiga tingkat berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) pada suatu sistem tenaga listrik dengan tegangan Vphase-phase (rms) 381 Volt dapat mengurangi besar Total Harmonic Distortion (THD) arus yang pada awalnya adalah 7.24% menjadi 4.98%, dan THD tegangan dari 3.90% menjadi 0.71%. 2. Pemasangan filter aktif shunt tiga tingkat berbasis Proportional Integral (PI) Controller dapat mengurangi THD arus dari 7.24% menjadi 5.06%, dan THD tegangan dari 3.90% menjadi 0.71%. 3. Filter aktif shunt tiga tingkat berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) memiliki kemampuan untuk memperbaiki faktor daya total. Sebelum pemasangan filter faktor daya sistem adalah 0.94 dan setelah pemasangan filter menjadi 0.958. Sedangkan penggunaan PI Controller pada filter aktif shunt tiga tingkat, berdampak pada faktor daya yang semula 0.94 menjadi 0.9578. 5.2 Saran Diperlukan penggunaan metode rule base yang tepat pada kontroller fuzzy agar kinerja dari kontroller fuzzy tersebut dapat ditingkatkan. Serta penambahan jumlah membership function (fungsi keanggotaan) pada kontroller fuzzy baik untuk sinyal masukan dan sinyal keluaran dari kontroller sangat disarankan. Sehingga kontroller fuzzy dapat

Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS.

[1]

[2]

[3]

[4] [5]

[6]

[7]

[8]

[9] [10] [11]

[12]

Kurniawan, Indra, Perencanaan dan Simulasi Parallel Hybrid Power Filter Menggunakan Metode Indirect Current Control untuk Meredam Harmonisa, Jurusan Teknik Elektro-FTI ITS, Surabaya, 2008. Iryawan, Alex, Studi Pengaruh Harmonisa Tiga Fasa pada Gardu Trafo Tiang 200 KVA yang Berdampak Terhadap Kenaikan Arus Netral di PLN APJ Surabaya Utara, Thesis, Universitas Kristen Petra, Surabaya, 2007. Setiadji, Julius Sentosa, dkk., Pengaruh Harmonisa pada Gardu Trafo Tiang Daya 100 KVA di PLN APJ Surabaya Selatan. Universitas Kristen Petra, Surabaya, 2007. Lander, W. Cyril, Power Electronics, Mc Graw-Hill Book Company, UK, 1993. Badan Standarisasi Nasional, Konservasi Energi Sistem Pencahayaan pada Bangunan Gedung (BSN : SNI 03-6197-2000), Jakarta. Sharaf, Adel M., Michael E. Fisher, An Optimization Based Technique For Power System Harmonic Filter Design, Electric Power Systems Research 30 (1994) 63-67, Elsevier, January 1994. Serge Bernard et.al, Active Filter Design and Specification For Control of Harmonics in Industrial and Commercial Facilities, Power Quality Online Bulletin, date n.a. Penangsang, Ontoseno, Diktat Mata Kuliah Peningkatan Kualitas Daya Listrik, JTE-FTI ITS , Surabaya, 2008. Naba, Agus, Belajar Cepat Fuzzy Logic Menggunkan MATLAB, Andi, Yogyakarta, 2009. Suyanto, Artificial Intelligence, Informatika, Bandung, 2007. S. Saad, L. Zellouma, Fuzzy Logic Controller For Three-Level Shunt Active Filter Compensating Harmonics And Reactive Power, Electric Power Systems Research 79, Page(s) : 1337-1341, 2009. L. Zellouma, S. Saad, Fuzzy Logic Controller for Three-phase Shunt Active Filter Compensating Harmonics and Reactive Power Simultaneously, Laboratoire des Systèmes Electromécaniques, University of Badji Mokhtar, Annaba-Algeria.

6

DAFTAR RIWAYAT HIDUP Kikin Khoirur Roziqin dilahirkan di Jombang, 21 Juni 1988. Penulis adalah putra ketiga dari tiga bersaudara pasangan Moh. Thoyib dan Istianah. Penulis memulai jenjang pendidikannya di SDN Kepanjen III Jombang, SLTP Negeri II Jombang, serta SMA Negeri II Jombang hingga lulus tahun 2006. Pada tahun yang sama, penulis masuk ke Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS lewat jalur SPMB dan mengambil bidang studi Teknik Sistem Tenaga. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif sebagai asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik, Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS. Penulis dapat dihubungi melalui email : [email protected].

Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS.

7