Pemodelan Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang Berbasis DFIG untuk Analisis Aliran Daya

Abstract

Belakangan ini, kepopuleran dari PLTAn (Pembangkit Listrik Tenaga Angin) kecepatan variabel yang berbasis DFIG (Doubly Fed Induction Generator) telah melampaui PLTAn kecepatan tetap. Kepopuleran ini terutama disebabkan karena dalam operasinya, kecepatan rotasi generator dari PLTAn kecepatan variabel yang berbasis DFIG dapat bervariasi pada interval yang jauh lebih lebar dibandingkan PLTAn kecepatan tetap sehingga ekstraksi energi angin dapat dilakukan dengan lebih optimal. Untuk mengevaluasi performa keadaan mantap (steady state) dari suatu sistem tenaga listrik, seluruh komponen-komponen sistem (termasuk PLTAn) harus dimodelkan dengan baik dan benar. Makalah ini mengusulkan model keadaan mantap DFIG untuk analisis aliran daya sistem distribusi tenaga listrik. Usulan model tersebut diperoleh berdasarkan rumusan-rumusan daya dari PLTAn yaitu: daya turbin, daya-daya rotor dan stator DFIG, serta keluaran daya listrik PLTAn. Model yang diusulkan ini dapat diaplikasikan pada berbagai mode operasi faktor daya DFIG. Untuk memverifikasi usulan model, makalah ini juga membahas studi kasus dimana penerapan usulan model pada suatu sistem distribusi tenaga listrik dilakukan. Hasil studi memperlihakan bahwa pada kecepatan-kecepatan angin antar 5 m/d sampai 12 m/d, keluaran daya aktif PLTAn bervariasi diantara 0,09 MW sampai 2,10 MW. Sedangkan keluaran daya reaktifnya bervariasi diantara 0,03 MVAR sampai 0,67 MVAR (untuk faktor daya 0,95 leading), dan  diantara -0,69 MVAR sampai -0,03 MVAR (untuk faktor daya 0,95 lagging). Hasil-hasil penyelidikan dalam studi kasus ini juga mengkonfirmasi validitas usulan model PLTAn yang berbasis DFIG tersebut.