Aisyah, Putri Yeni (2019) Perancangan Fault Tolerant Control pada Pengendalian Kecepatan Turbin Angin Berbasis Metode Bias Fault Estimation dengan Optimisasi ℓ0 Norm Constraint. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 02311750010010-Master_Thesis.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
02311750010010-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy |
Abstract
Energi angin memiliki beberapa kelebihan diantaranya produksi energi yang tidak terbatas, dapat digunakan sebagai salah satu langkah alternatif penghematan energi fosil dan tidak menyebabkan polusi. Ketersediaan sistem pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) di darat (onshore) mencapai 98%, tetapi biaya pemeliharaan yang diperlukan masih sangat tinggi pada sistem generator turbin angin (wind turbine generator / WTG) yang terpasang. Sedangkan, ketersediaan PLTB di lepas pantai (offshore) turun hingga 60% dikarenakan penyebab utama adalah kerusakan beberapa komponen pada sistem turbin angin. Penelitian ini mengusulkan penggunaan metode estimasi kesalahan dari komponen sistem turbin angin pada strategi fault tolerant control (FTC). Kelebihan dari skema ini adalah bahwa hasil estimasi kesalahan dapat dijadikan acuan untuk membuat jadwal pemeliharaan sistem turbin angin. Hal ini dikarenakan, FTC mampu menjamin kestabilan sistem dan performa yang ditetapkan, tidak hanya ketika sistem bekerja tanpa kesalahan namun juga saat ada kesalahan pada komponen sistem. Metode estimasi kesalahan dibangun menggunakan optimisasi ℓ0 norm constraint. Metode estimasi ini memiliki struktur yang sederhana karena hanya menggunakan sebuah observer tunggal. Formulasi optimisasi dengan ℓ0 norm constraint diturunkan dengan menerapkan teknik compressed sensing agar estimasi kesalahan bias dapat digunakan untuk estimasi kesalahan beberapa komponen oleh observer tunggal. Hal ini menjawab masalah keteramatan (observability) yang ditemui pada kasus penggunaan observer tunggal untuk mengestimasi beberapa kesalahan dengan variabel pengukuran yang terbatas (lebih sedikit dari pada jumlah kesalahan yang diestimasi). Penerapan observer dengan FTC yang diusulkan menghasilkan nilai maximum undershoot lebih kecil dibandingkan dengan sistem tanpa FTC, selain itu menyebabkan nilai settling time yang dihasilkan lebih cepat dibandingkan dengan sistem tanpa observer untuk kesalahan bias aktuator dan sensor turbin angin dengan nilai kesalahan bias yang diberikan sebesar 0,3; 0,5; 0.8 dan 1,3pu, kemudian penerapan observer mempengaruhi nilai error rata-rata, dimana ketika terjadi kesalahan pada sensor, nilai error rata-rata untuk sistem dengan observer lebih kecil dibandingkan dengan sistem tanpa observer, begitu juga ketika terjadi kesalahan bias aktuator.
==============================================================================================================================
Wind energy has several advantages including unlimited energy production, can be used as an alternative step to save fossil energy and not cause pollution. The availability of the onshore wind power (PLTB) system reaches 98%, but the required maintenance costs are still very high in the installed wind turbine generator (WTG) system. Meanwhile, the availability of offshore power plants has decreased by 60% because the main cause is damage to several components in the wind turbine system. This study proposes using a method of estimated fault from wind turbine system components on a Fault Tolerant Control (FTC) strategy. The advantage of this strategy is that the estimation of fault can be used as a reference to schedule maintenance of wind turbine systems. Since, the FTC is able to guarantee the stability of the system and the performance set, not only when the system works without fault but also when there are faults in the system components. The fault estimation method is built using ℓ0 norm constraint optimization. This estimation method has a simple structure because it only uses a single observer. Optimization formulation with ℓ0 norm constraints is derived by applying a compressed sensing technique so that estimation of bias faults can be used to estimate faults in several components by a single observer. This answers the problem of observation (observability) found in the case of the use of a single observer to estimate several faults with limited measurement variables (less than the number of errors estimated). The proposed application of observers with the FTC results in a smaller undershoot value compared to the system without observers, besides that the resulting settling time value is faster than the system without the observer for the bias fault of the actuator and wind turbine sensor with a bias error value of 0.3- 1.3pu, then the application of the observer affects the average error value, where when an fault occurs in the sensor, the average error value for the system with the observer is smaller than the system without an observer, so also when there is an actuator bias fault.
Actions (login required)
 |
View Item |