Pengembangan Kompensator Inrush Current Motor Induksi Menggunakan Smart Voltage Source Inverter Dengan Suplai Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Hermawan, Indra Budi (2023) Pengembangan Kompensator Inrush Current Motor Induksi Menggunakan Smart Voltage Source Inverter Dengan Suplai Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07111760010004-Disertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (13MB) | Request a copy

Abstract

Masalah klasik pada motor induksi adalah inrush current yang besar saat motor dinyalakan. Pada sistem daya yang terbatas kemampuannya, inrush current yang besar akan menyebabkan voltage sag dan pada kondisi tertentu voltage sag yang dalam akan menyebabkan terputusnya aliran listrik ke area tersebut. Hal ini akan mengakibatkan penurunan kualitas daya. Untuk mengatasi masalah inrush current pada sistem jaringan listrik motor induksi, penelitian ini mengusulkan pengembangan sebuah smart inverter yang terdiri dari sebuah Voltage Source Inverter (VSI) dengan kontrol kecerdasan buatan. Smart inverter ini mengkompensasi inrush current secara adaptif selama periode inrush current motor induksi sehingga voltage sag dapat di kurangi dan menjaga kualitas daya pada area tersebut. Dalam penelitian ini efektifitas kendali kecerdasan buatan Fuzzy Logic Controller dibandingkan dangan kendali Proporsional Integral Controller. Keduanya dinilai kinerjanya dalam mengurangi inrush current. Dari simulasi yang dilakukan, terlihat bahwa Fuzzy Logic Controller mengungguli Proporsional Integral Controller dalam hal magnitude, durasi dan efektivitas keseluruhan dalam menangani inrush current. Di sisi lain, penggunaan panel surya sebagai pembangkit tenaga listrik telah banyak diterapkan. Pembangkit Listrik Tenaga surya (PLTS) skala besar atau PV Farm yang dikenal sebagai sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan dan handal akan semakin bagus bila ditunjang dengan penerapan yang luas pada berbagai bidang. Salah satu upaya untuk memaksimalkan fungsi PLTS/PV Farm ini adalah dengan memanfaatkannya ini sebagai power suplai untuk kompensator inrush current motor induksi atau PV Farm Compensator for Inrush Current (PFCIC). Penelitian ini juga menyoroti fungsi tambahan dari PFCIC untuk mengatasi masalah Low Voltage Ride-Through (LVRT). Penelitian ini menghasilkan angka angka numerik untuk menunjukkan peningkatan efisiensi daya yang terpakai untuk mengkompensasi inrush current. Selain itu, strategi kontrol yang digunakan dapat secara efektif mengurangi magnitude dan durasi VS, yang merusak kinerja motor dan kualitas daya. Dari simulasi yang dilakukan, didapatkan perbaikan voltage sag menjadi 97 % dari tegangan nominal grid. Hal ini adalah hasil yang signifikan bila dibandingkan 80 % VS tanpa PFCIC. Pada tegangan nominal grid 6,600 volt, magnitude voltage sag berhasil diperbaiki dari 5,210 volt menjadi 6,368 volt dan durasi VS juga turun dari 6.96 s menjadi 4.97 s. Hasil yang dicapai ini memvalidasi keefektifan pendekatan dalam meningkatkan kualitas daya.
===============================================================================================================================
The classic problem in induction motors is the large inrush current when the motor is started. In systems with limited power capacity, this large inrush current can cause voltage sag, and under certain conditions, a deep voltage sag (VS) can lead to a disruption of electrical flow to that area. This will result in a decrease in power quality. To address the inrush current issue in induction motor power systems, this research proposes the development of a smart inverter consisting of a Voltage Source Inverter (VSI) with artificial intelligence-based control. This smart inverter compensates for the inrush current adaptively during the induction motor's inrush current period, reducing voltage sag and maintaining power quality in that area. In this research, the effectiveness of Artificial Intelligence-based Fuzzy Logic Controller is compared with Proportional Integral Controller in reducing inrush current. Both controllers are evaluated based on their performance in mitigating inrush current. From the simulations conducted, it is evident that the Fuzzy Logic Controller outperforms the Proportional Integral Controller in terms of magnitude reduction, duration, and overall effectiveness in handling inrush current. On the other hand, the use of solar panels as a source of electricity generation has been widely implemented. Large-scale Solar Power Plants or PV Farms, known as environmentally friendly and reliable renewable energy sources, can be even more effective with widespread applications in various fields. One of the efforts to maximize the functionality of PV Farms is by utilizing them as a power supply for compensating the inrush current in induction motors or as PV Farm Compensators for Inrush Current (PFCIC). This research also highlights the additional function of PFCIC in addressing Low Voltage Ride-Through (LVRT) issues. This research produces numerical data to demonstrate the improvement in power efficiency used to compensate for inrush current. Additionally, the control strategy used effectively reduces the magnitude and duration of Voltage Sag (VS), which can damage motor performance and power quality. From the simulations conducted, it was found that the voltage sag was improved to 97% of the nominal grid voltage. This is a significant improvement compared to 80% VS without PFCIC. At the nominal grid voltage of 6,600 volts, the magnitude of voltage sag was successfully improved from 5,210 volts to 6,368 volts, and the duration of VS also reduced from 6.96 seconds to 4.97 seconds. These achieved results validate the effectiveness of the approach in enhancing power quality.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	PV Farm Compensator Inrush Current (PFCIC), Voltage Source Inverter, Artificial Intelligent Controller, Inrush current Motor Induksi, Voltage Sag, Kualitas Daya, Power Quality
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK1010 Electric power system stability. Electric filters, Passive.
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Indra Budi Hermawan
Date Deposited:	05 Sep 2023 07:50
Last Modified:	05 Sep 2023 07:50
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/104687

Actions (login required)

View Item