Estimator Parameter Tegangan Jaringan Tiga Fasa Berbasis D-SOGI PLL

Phase locked loop (PLL) is a feedback system which plays an important role in on-grid power converters. The main function of the PLL is to get a variety of grid voltage information, such as phase and magnitude. This information are used as the basis for the synchronization process between power equipment with the grid. The main purpose of this paper is to model as well as to compare the performance of one type of PLL that well known as Dual-Second Order Generalized Integrator Phase-Locked Loop with the Synchrounous Reference Frame SRF-PLL that could be regard as a standard PLL. Based on simulation results, the performance of D-SOGI PLL in steady state is more superior than SRF-PLL, mainly in unbalanced voltage conditions. Intisari—Phase locked loop (PLL) adalah sebuah sistem umpan balik yang memegang peran penting dalam sistem-sistem konverter terkoneksi jaringan listrik. Fungsi utama PLL adalah mendapatkan beragam informasi parameter jaringan yaitu seperti phase dan magnitude tegangan. Informasi-informasi tersebut selanjutnya digunakan sebagai dasar proses sinkronisasi peralatan dengan jaringan listrik. Tujuan utama paper ini adalah memodelkan sekaligus membandingkan unjuk kerja salah satu jenis PLL yang dikenal dengan nama Dual Second Order Generalized Integrator Phase-Locked Loop dengan SRF-PLL yaitu sebuah PLL yang relatif standar. Berdasarkan hasil simulasi, unjuk kerja D-SOGI PLL dalam keadaan tunaknya lebih unggul dibandingkan SRFPLL terutama untuk kondisi jaringan listrik tiga phase tidak seimbang. Kata Kunci— Phase locked loop, singkronisasi, Dual Second Order Generalized Integrator PLL, SRF-PLL. I. PENDAHULUAN Konverter terkoneksi jaringan (On Grid Converter) merupakan salah satu komponen penting dalam bidang pembangkitan energi listrik terbarukan yang terhubung langsung dengan jaringan listrik. Selain dimanfaatkan sebagai jembatan penghubung antara sumber daya terbarukan dan jaringan listrik, sistem On Grid Converter [1][2] dewasa ini juga dapat ditemukan dalam sejumlah perangkat sistem lainnya yaitu seperti sistem penyearah aktif AC/DC [3][4], filter daya aktif (APF), dan sistem transmisi high-voltage direct current HVDC [5][6]. Berdasarkan kebutuhan interkoneksi jaringan (Grid connection requirements), sistem On Grid Converter harus tetap dapat beroperasi dan terkoneksi dengan jaringan listrik walaupun jaringan tersebut sedang mengalami gangguan yang disebabkan beberapa kondisi, yaitu seperti kerusakan perangkat jaringan, koneksi dan interkoneksi beban listrik yang relatif besar, serta ketidakseimbangan tegangan antar phase. Untuk mencapai tujuan tersebut, sistem On Grid Converter secara teknis harus memiliki kemampuan mendeteksi gangguan secara cepat sehingga informasi-informasi besaran jaringan listrik yang dibutuhkan oleh sistem kontrol konverter yaitu seperti informasi sudut phase dan magnitude komponen tegangan urutan positif dan urutan negatif tetap tersedia secara akurat. komponen yang bertanggung jawab menyediakan beragam informasi pada sistem On Grid Converter tersebut dikenal dengan nama Phase locked Loop (PLL). Secara teknis PLL pada dasarnya adalah sebuah sistem kontrol umpan balik phase. Tujuan utama paper ini adalah memodelkan dan sekaligus membandingkan salah satu jenis PLL yang dikenal dengan nama Dual Second Order Generalized Integrator PhaseLocked Loop (D-SOGI PLL) [7-9] dengan sebuah PLL yang relatif standar: Synchrounous Reference Frame SRF-PLL. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian ini adalah Matlab/Simulink. II. MODEL SRF PLL Salah satu jenis PLL standar yang umum digunakan untuk mendeteksi sudut phase, magnitude tegangan dan frekuensi adalah SRF PLL seperti ditunjukan pada gambar (1). Berdasarkan gambar tersebut, nampak bahwa terdapat tiga blok komputasi utama dalam sistem SRF-PLL: (1) Blok transformasi Clark, (2) blok transformasi Park dan (3) Blok sistem kontrol umpan balik Proportional Integral (PI). Dalam sistem SRF-PLL, transformasi Clark dan Park berfungsi untuk mengubah representasi variabel tiga phase: va,vb, dan vc menjadi dua buah variabel ortogonal vd dan vq dalam sebuah bingkai referensi yang berotasi dalam arah putaran positif (berlawanan arah jarum jam). Persamaan (2.1) dan (2.2) berikut berturut-turut memperlihatkan model matematis transformasi Clark dan Park. v v = 1 − − 0 √ − √ v v v (1) v v = cos θ sinθ − sinθ cos θ v v (2) Dosen Departemen Teknik Elektro Universitas Diponegoro (Undip) Semarang, Jalan Prof. H. Soedarto SH, Kampus Tembalang, 50275, Indonesia (tlp: 024-7460057;e-mail: iwansetiawan@live.undip.ac.id) Dosen Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya, Jalan Arif Rahman Hakim, Surabaya, 60111, Indonesia (tlp: 031 -5994251) Teknologi Elektro, Vol. 16, No. 02, Mei Agustus 2017 85 Iwan Setiawan: Estimator Parameter Tegangan Jaringan . p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372 va