KENDALI SISTEM TENAGA LISTRIK DENGAN MATLAB, oleh Heru Dibyo Laksono, M.T. Hak Cipta © 2014 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta 55283 Telp: 0274-882262; 0274-889398; Fax: 0274-889057; E-mail:
[email protected] Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit. ISBN: 978-602-262-169-7 Cetakan ke I, tahun 2014
BAB ..... KATA PENGANTAR
Pertama–tama penulis mengucapkan puji dan syukur ke hadirat Allah SWT karena berkat dan rahmat-Nya penulis telah dapat menyelesaikan penulisan naskah buku tentang kendali sistem tenaga listrik. Penulisan buku ini dilatarbelakangi oleh minimnya literatur tentang kendali sistem tenaga listrik yang ditulis dalam bahasa Indonesia. Oleh karena itu penulis memberanikan diri untuk mencoba menyusun buku ini dengan harapan dapat membantu para pembaca yang tertarik untuk mendalami masalah teknik tenaga listrik. Buku ini juga dilengkapi kode-kode MATLAB untuk membantu para pembaca memahami materi yang dijelaskan oleh penulis (dapat diunduh di www.grahailmu.co.id. Terima kasih khusus dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada orangtua kami yang telah memberikan perhatian penuh dalam penyelesain buku ini. Ucapan terima kasih kepada banyak pihak yang telah mendukung penulis buku ini. Kepada istri tercinta Reri Afrianita, putriku yang cantik, Thanisa Nazhwa Azura (Thata) dan Fathan Atthallah Kaysan (Fathan) serta keluarga besarku, buku ini kupersembahkan untuk kalian semua. Akhirnya, segala tanggung jawab akademis dari naskah buku ini sepenuhnya berada di tangan
vi
Kendali Sistem Tenaga Listrik dengan Matlab
penulis. Akhir kata jika pembaca menemukan kesalahan, penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran yang membangun. Padang, Januari 2014 Penulis
BAB I DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL BAB I
BAB II
v vii xv xix
TINJAUAN UMUM
1
1.1 1.2 1.3 1.4
1 2 2 2
Penjelasan Umum Tujuan Buku Penunjang Gambaran Umum
SISTEM EKSITASI GENERATOR 2.1 Pendahuluan 2.2 Pemodelan Sistem Eksitasi Generator 2.2.1 Model Amplifier 2.2.2 Model Eksiter 2.3.3 Model Generator 2.2.4 Fungsi Alih Sistem Eksitasi Generator 2.3 Analisis Performansi Sistem Eksitasi Generator 2.3.1 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu
7 7 8 10 11 11 12 13 13
viii
Kendali Sistem Tenaga Listrik dengan Matlab
2.3.2
2.4 2.5 2.6 2.7 BAB III
Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator Rangkuman Soal–soal Latihan
SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PIDTOOL MODEL PARALEL 39 3.1 Pendahuluan 3.2 PIDTool Model Paralel 3.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi 3.4 Perancangan dan Analisis Sistem Kendali Eksitasi Generator dengan PIDTool Model Paralel 3.4.1 Perancangan Sistem Kendali Eksitasi Generator 3.4.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 3.4.3 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 3.4.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 3.4.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator 3.5 Rangkuman 3.6 Soal–soal Latihan
BAB IV
19 23 28 29 32
SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PIDTOOL MODEL STANDAR 4.1 Pendahuluan 4.2 PIDTool Model Standar 4.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi Generator
39 40 43 44 45 47 51 55 59 62 64 65 65 66 67
Daftar Isi
ix
4.4
4.5 4.6 BAB V
Perancangan dan Analisis Sistem Kendali Eksitasi Generator dengan PIDTool Model Standar 68 4.4.1 Perancangan Sistem Kendali Eksitasi Generator 68 4.4.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 70 4.4.3 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 73 4.4.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 77 4.4.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator 81 Rangkuman 84 Soal–soal Latihan 86
SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PIDTUNE 5.1 Pendahuluan 5.2 PIDTune 5.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi Generator 5.4 Perancangan dan Analisis Sistem Kendali Eksitasi Generator dengan PIDTune 5.4.1 Perancangan Sistem Kendali Eksitasi Generator 5.4.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 5.4.3 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 5.4.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 5.4.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator
87 87 88 89 90 90 92 96 100 104
x
Kendali Sistem Tenaga Listrik dengan Matlab
5.5 5.6 BAB VI
BAB VII
Rangkuman Soal–soal Latihan
SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PID (PENDEKATAN TEMPAT KEDUDUKAN AKAR) 6.1 Pendahuluan 6.2 Pengendali dan Kompensator 6.2.1 Kompensator 6.2.2 Pengendali 6.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi Generator 6.4 Perancangan dan Analisis Sistem Kendali Eksitasi Generator dengan Pendekatan Tempat Kedudukan Akar 6.4.1 Perancangan Sistem Kendali Eksitasi Generator 6.4.2 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Waktu 6.4.3 Performansi Sistem Eksitasi Generator dalam Domain Frekuensi 6.4.4 Analisis Kestabilan Sistem Eksitasi Generator 6.4.5 Analisis Kekokohan Sistem Eksitasi Generator 6.5 Rangkuman 6.6 Soal–soal Latihan
107 109 111 111 112 113 117 121
122 123 125 129 132 137 140 142
SISTEM KENDALI EKSITASI GENERATOR DENGAN PID (PENDEKATAN TANGGAPAN FREKUENSI) 143 7.1 Pendahuluan 143 7.2 Pengendali dan Kompensator 144 7.2.1 Kompensator 145 7.2.2 Pengendali 150 7.3 Kriteria Perancangan Pengendali untuk Sistem Eksitasi Generator 152
