## REVITALISASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) PADA SISTEM MICROGRID PULAU TOMIA
Putu Agus Aditya Pramana 1) , Brian Bramantyo S. D. A. Harsono 2) , Kevin Gausultan Hadith Mangunkusumo 3)
1,2,3) Bidang Transmisi dan Distribusi, PT PLN (Persero) Puslitbang (Research Institute) Email: putu.pramana@pln.co.id 1) Asal Negara: Indonesia

## ABSTRAK
Pulau  Tomia  merupakan  salah  satu  pulau  di  Kabupaten  Wakatobi,  Provinsi  Sulawesi  Tenggara  yang menggunakan  konsep microgrid untuk  mengaliri  listrik  masyarakatnya.  Konsep microgrid tersebut mengintegrasikan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Diesel  (PLTD)  dan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS). Namun, saat ini kondisi sistem PLTS di Pulau Tomia tidak dapat memproduksi listrik karena terjadi permasalahan dan  berdampak  pada  potensi energy  not  served (ENS)  serta  kerugian  investasi  dalam  pembangunan  sistem microgrid . Dalam makalah ini dijelaskan proses revitalisasi pada sistem PLTS di Pulau Tomia dengan harapan makalah ini dapat menjadi referensi pada proses revitalisasi PLTS di lokasi lainnya. Proses revitalisasi pada PLTS Tomia dilaksanakan melalui beberapa tahapan, yaitu: review desain eksisting PLTS Tomia, investigasi penyebab gangguan,  inisiatif  perbaikan,  dan  desain  ulang  PLTS  Tomia.    Berdasarkan  hasil  investigasi  gangguan  dapat diketahui bahwa penyebab tidak beroperasinya PLTS Tomia adalah gangguan pada rangkaian PLTS, Grid Tied Inverter (GTI),  dan  elemen  penyimpan  (baterai).  Berdasarkan  hasil  analisis  lebih  lanjut,  didapatkan  inisiatif perbaikan yang dapat ditindaklanjuti dengan hasil terbaik dan cara yang termudah, yaitu dengan melakukan desain ulang  pada  rangkaian combiner  box PLTS  dan  mengimplementasikan  konsep  GTI  modular.  Hal  tersebut dilakukan  agar  keandalan  PLTS  tetap  terjaga  jika  salah  satu  GTI  mengalami  permasalahan.  Hasil  revitalisasi menunjukkan  bahwa  nilai  kualitas  daya  berupa  harmonisa  tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan  oleh  GTI  telah memenuhi standar. Selain itu, PLTS Tomia hasil revitalisasi mampu menghasilkan potensi penghematan Biaya Pokok Produksi (BPP) Listrik yang semula adalah sebesar Rp. 3080/kWh menjadi Rp. 2983/kWh.
Kata kunci: Microgrid, PLTS, PLTD, inverter, BPP

## ABSTRACT
Tomia Island is one of the islands in Wakatobi Regency, Southeast Sulawesi Province which uses the microgrid concept to provide electricity to its people. The microgrid concept integrates Diesel Power Plant and Solar Power Plant/Photovoltaic (PV) System. However, the existing PV system on Tomia Island cannot produce electricity due to problems that has an impact on the energy not served (ENS) as well as an ineffective investment of the microgrid system. For this reason, this paper describes the revitalization process in the PV system in Tomia Island with the hope that this paper can be used for the revitalization process of PV microgrids in other locations. The revitalization process of  the  PV system is carried out in several stages, namely reviewing the existing PV design, investigating the causes of disturbances, repair initiatives, and redesigning the PV. From the results of the investigation, the causes of the PV problem in Tomia are the disturbance in the PV array, Grid Tied Inverter (GTI), and storage elements (batteries). Based on the results of further analysis, there are improvement initiatives that can be followed up with the best results and the easiest way, namely redesigning the PV combiner box and implementing the modular GTI concept. It was performed to maintain the reliability of the PV if one of the GTIs has problems. The results of the revitalization show that the power quality (in the form of voltage and current harmonics generated by GTI) has met the standards as well as the revitalization potentially saved the Electricity Cost of Production (BPP), which was originally Rp. 3080 / kWh to Rp. 2983 / kWh.
Keywords: microgrid, PV, Diesel Power Plant, inverter, electricity cost of Production.

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia memiliki banyak pulau yang sistem kelistrikannya  dibangkitkan  secara  lokal.  Saat  ini, kebutuhan  energi  listrik  daerah  kepulauan  sebagian besar  disuplai  dengan  menggunakan  pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) serta pembangkit energi terbarukan seperti tenaga surya (PLTS). Konfigurasi antara  PLTS  dan  PLTD  tersebut  umumnya  disebut
sebagai microgrid . Microgrid sendiri dapat dijelaskan  sebagai  suatu  sistem  kelistrikan  yang terintegrasi  pada  wilayah  kecil  dengan  sumber- sumber  pembangkit  terdistribusi  (Member et  al. , 2016).
Saat  ini  terdapat  puluhan  instalasi microgrid yang tersebar di Indonesia, salah satunya seperti yang terdapat  di  pulau  Tomia.  Pulau  Tomia  merupakan
salah  satu  pulau  di  Kabupaten  Wakatobi,  Sulawesi Tenggara.  Pulau  Tomia  menggunakan  konsep microgrid yang  mengintegrasikan  PLTD  dengan PLTS.  Sebelum  digunakannya  konsep microgrid , suplai  untuk  Pulau  Tomia  dilakukan  dengan menggunakan  PLTD  sehingga  BPP  menjadi  tinggi. Penerapan konsep microgrid ini diharapkan mampu mengurangi  nilai  BPP  mengingat  Pulau  Tomia memiliki  potensi  energi  surya  yang  cukup  besar. Seiring  dengan  usia  pengoperasiannya,  kondisi sistem PLTS di Pulau Tomia tidak dapat  beroperasi karena  terjadi  gangguan  sehingga  menyebabkan terjadinya  potensi energy  not  served (ENS)  sebesar 122.000  kWh  per  tahun  serta  kerugian  investasi dalam pembangunan sistem microgrid .
Terdapat  beberapa  peneliti  yang  sudah membahas sistem microgrid , dimulai dari pemanfaatan  baterai  sebagai  penyimpan  energi (Mckeon et  al. ,  2013;  Serban et  al. ,  2013),  fungsi baterai  sebagai  penyangga  frekuensi  maupun tegangan jika terjadi perubahan yang signifikan pada pembangkit dan beban (Bae et al. , 2012; Xia et al. , 2019),   pembahasan sistem kontrol pengaturan daya pada  inverter  (Che et  al. ,  2015;  Jiang et  al. ,  2007; Patarroyo-montenegro et  al. ,  2017;  Wang et  al. , 2011;  Zhao et  al. ,  2015;  Liu et  al. ,  2019),  serta manajemen energinya  (Dong et al., 2020; Jos et al., 2020).  Namun,  belum  ditemukan  artikel  yang membahas  mengenai  proses  revitalisasi  suatu  aset microgrid yang sedang mengalami permasalahan.
Melihat  besarnya  potensi losses dari  suatu microgrid yang  tidak  dapat  beroperasi  serta kurangnya  referensi  yang  menjelaskan  proses revitalisasi  PLTS,  maka  dalam  makalah  ini  dibahas proses  investigasi  gangguan  dan  revitalisasi  PLTS Tomia.  Diharapkan  kedepannya  makalah  ini  dapat digunakan  sebagai  salah  satu  referensi/kerangka kerja  untuk  perbaikan  jika  terdapat  kerusakan  pada sistem microgrid di lokasi yang lain.

## 2. METODE
Dalam  melaksanakan  revitalisasi  PLTS Tomia dilakukan beberapa tahapan analisis gangguan dimulai  dari review desain  eksisting  PLTS  Tomia, investigasi  penyebab  gangguan,  inisiatif  perbaikan, dan desain ulang PLTS Tomia.

## 2.1. Review Desain Eksisting PLTS Tomia
PLTS Tomia merupakan PLTS tipe grid-tied yang  memiliki  kapasitas  sebesar  75  kWp.  Adapun diagram  blok  sistem  PLTS  Tomia  diberikan  pada Gambar 1. yang menunjukkan bahwa sistem tersebut terdiri  dari  panel  surya  (PLTS), Grid  Tied  Inverter ( GTI), low pass filter (LPF), trafo GTI, baterai, dan sistem charger (bidirectional inverter) . Sinkronisasi PLTS  Tomia  dengan grid PLN  dilakukan  pada busbar  380  V.  Setelah  sinkron,  tegangan  kemudian dinaikkan menjadi 20 kV menggunakan trafo step up .
PLTS (75kWp)
Jaringan PLN
BEBAN + - + - Battery Bank GTI (1x75kW) PLTD Trafo 20kV/380V Bidirectional Inverter 20kV 380kV Combiner Box
Gambar 1. Diagram eksisting PLTS Tomia pada sistem microgrid
Panel  surya  yang  digunakan  pada  PLTS Tomia berdaya 75 kWp yang terdiri dari  satu array dengan  nilai  tegangan  DC  sebesar  640  Vdc,  seperti diberikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Array dari modul PLTS Tomia
Array PLTS  tersebut  dihubungkan  melalui sebuah combiner box . Pada saat survei di lapangan, panel combiner  box tersebut  sudah  tidak  dapat digunakan  karena  konduktor  penghubung  dari combiner  box ke control  room terbakar  dan  putus, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.

## Gambar 3. Combiner box eksisting PLTS Tomia
GTI  eksisting  yang  digunakan  pada  PLTS Tomia  merupakan  satu  GTI  tiga  fasa  dengan kapasitas  1x75  kWp.  Proses  pensaklaran  pada inverter  menggunakan  saklar insulated  gate  bipolar transistor (IGBT)  yang  dikontrol  oleh maximum power  point  tracker (MPPT)  dengan  metode pulse width  modulation (PWM).  Penggunaan  GTI  pada sistem PLTS Tomia menghasilkan tegangan dan arus AC  output  dengan  bentuk  gelombang  yang  tidak sinusoidal  murni,  dimana  masih  mengandung komponen  harmonisa.  Pada  metode  penyaklaran
PWM,  komponen  harmonisa  yang  muncul  adalah komponen  harmonisa  frekuensi  tinggi.  Sumber harmonisa  frekuensi  tinggi  tersebut  adalah  akibat frekuensi  modulasi  PWM  pada  rentang  2  Hz  s/d  2 kHz  dan  transien  dari  saklar  IGBT  saat  proses pensaklaran dengan rentang frekuensi antara ratusan kHz  s/d  ratusan  MHz    (Patel,  2017;  Sebaaly et  al ., 2017; Wang et al ., 2011). Akibat adanya komponen harmonisa frekuensi tinggi tersebut maka digunakan LPF pada PLTS  Tomia.  LPF  yang  digunakan  merupakan  tipe filter  pasif  terdiri  dari  elemen  resistif,  induktif,  dan kapasitif.  Pada  saat  survei  di  lapangan,  hanya diketahui nilai kapasitansi dari LPF sedangkan nilai induktansi dan resistansi LPF tidak tersedia. Adapun foto nameplate komponen  kapasitor  dari  LPF  yang digunakan pada PLTS Tomia diberikan pada Gambar 4.  Berdasarkan  Gambar  4.,  diketahui  bahwa  nilai kapasitansi  tiap  fasa  adalah  80  μC  dan  kapasitor tersebut disusun secara delta.

## Gambar 4. Elemen kapasitor pada LPF
Adapun trafo untuk GTI yang digunakan pada PLTS  Tomia  merupakan  trafo  dengan  konfigurasi Dyn11.  Trafo  GTI  yang  digunakan  memiliki kapasitas  100  kVA  dengan  nilai  impedansi  (%Z) sebesar  3,07  %,  dimana  rasio  tegangan  primer  dan tegangan  sekunder  adalah  0,3/0,4  kV.  Penggunaan trafo dengan belitan delta pada sisi primer dan belitan Y pada sisi sekunder ditujukan untuk menghilangkan komponen  harmonisa  orde  tiga  dan  kelipatannya ( triplen  harmonics ).  Adapun  foto nameplate dari trafo  GTI  yang  digunakan  pada  PLTS  Tomia diberikan pada Gambar 5.
Gambar 5. Trafo GTI PLTS Tomia
Penggunaan LPF dan  trafo  Dyn11  secara bersamaan akan menyebabkan nilai harmonisa yang lebih  rendah  dibandingkan  output  inverter  tanpa kedua  komponen  tersebut.  Berdasarkan  referensi (SPLN D5.004-1), diketahui bahwa batasan harmonisa  total  untuk  tegangan  dan  arus  berturut- turut  adalah  5  %  untuk total  harmonic  distortion (THD)  tegangan  dan  8  %  untuk total  demand distortion (TDD) arus. Oleh karena itu, LPF dan trafo GTI  Dyn11  yang  digunakan  harus  menjamin  nilai THD tegangan dan TDD arus tidak melebihi batasan tersebut.

## 2.2. Investigasi Penyebab Gangguan
Berdasarkan  hasil  observasi  di  lapangan,
didapatkan  indikasi  munculnya  suara  dengungan pada trafo GTI PLTS Tomia. Untuk mengetahui lebih lanjut  permasalahan  pada  GTI  eksisting  maka dilakukan  pengukuran  pada  nilai  arus  dan  tegangan pada  sisi  primer  trafo  GTI.  Pengukuran  pada  sisi primer  trafo  GTI  dimaksudkan  untuk  mengetahui bentuk gelombang tegangan dan arus output dari GTI setelah  ditapis  oleh LPF .  Pengukuran  kualitas  daya pada sisi primer trafo GTI dilakukan selama 2 menit. Durasi  pengukuran  ini  cukup  singkat  karena  PLTS Tomia  seketika  padam  setelah  dicoba  untuk sinkronisasi dengan grid .
Bentuk  gelombang  tegangan  dan  arus  hasil pengukuran pada sisi primer trafo GTI berturut-turut diberikan pada Gambar 6. dan Gambar 7. Gambar 6. dan Gambar 7. tidak menunjukkan hasil keseluruhan rekaman  dari  gelombang  tegangan  dan  arus, melainkan  hanya  merupakan sampling gelombang pada  bagian  yang  sudah  tidak  mengalami  transien dan  memiliki  magnitudo  terbesar.  Gambar  6.  dan Gambar  7.  kemudian  dikaji  untuk  mengetahui karakteristik tegangan dan arus pada sisi primer trafo GTI.
doi: https://doi.org/10.30869/jtech.v9i1.724 , p-issn/e-issn:2252-4002/2546-558X REVITALISASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) PADA SISTEM MICROGRID
PULAU TOMIA
Gambar 6. Hasil pengukuran tegangan pada trafo GTI PLTS Tomia
Gambar 7. Hasil pengukuran arus pada trafo GTI PLTS Tomia
Berdasarkan  Gambar  6.  dan  Gambar  7., diketahui bahwa gelombang tegangan dan arus yang masuk pada trafo GTI bukan merupakan gelombang sinusoidal  murni.  Hal  ini  diduga  disebabkan  oleh adanya  permasalahan  pada  kontroler switching IGBT. Permasalahan pada kontroler switching IGBT ini  dapat  berupa  perbedaan  nilai  frekuensi, amplitudo,  dan  fasa  dari  tegangan  sinyal  referensi maupun  sinyal carrier .  Hal  ini  akan  menyebabkan munculnya  sinyal  PWM  yang  tidak  sempurna  dan tidak sesuai dengan nilai LPF sehingga nilai tegangan yang  dihasilkan  tidak  berbentuk  sinusoidal  dan memiliki komponen harmonisa.
Untuk  memvalidasi  penyebab  permasalahan yang  terjadi  pada  GTI,  maka  dilakukan  simulasi menggunakan  perangkat  simulasi  transien.  Dalam proses  simulasi,  model  inverter  disesuaikan  sedekat
mungkin  dengan  data  riil  yang  ada  di  lapangan (sebagai  model  awal)  kemudian  dilakukan  variasi nilai  pada LPF (komponen  resistif  dan  induktif), komponen  trafo  GTI,  dan  mode  pensaklaran  dari IGBT  pada  blok  GTI  (modulasi  frekuensi  dan modulasi  magnitudo).  Model  trafo  GTI  yang digunakan dalam simulasi menggunakan model trafo dengan  komponen  kapasitansi  ( stray  capacitance ) selain  komponen  induktif  dan  resistif.  Terdapat empat  tipe  kapasitansi,  yaitu:  kapasitansi  belitan  ke tanah, kapasitansi belitan ke belitan, dan kapasitansi antar  lilitan,  dan  kapasitansi  dari  bagian  akhir  dari belitan  salah  satu  fasa  ke  bagian  akhir  dari  belitan fasa lainnya (Akbari et al ., 2020;Munir et al. , 2016;
Munir et al. , 2017; Mailhot & Munar, 1995). Adapun hasil simulasi diberikan pada Gambar 8 dan Gambar 9.
Gambar 8. Tegangan hasil simulasi pada trafo GTI PLTS Tomia
Gambar 9. Arus hasil simulasi pada trafo GTI PLTS Tomia
Dari  hasil  simulasi  tersebut  diketahui  bahwa terdapat nilai arus urutan nol yang bersirkulasi dalam belitan delta trafo dengan nilai sebesar -56 A hingga 65  A.  Arus  urutan  nol  ini    diindikasikan  sebagai penyebab dengungan pada trafo GTI eksisting. Nilai arus  urutan  nol  tersebut  terjadi  ketika  dilakukan simulasi  penyaklaran  IGBT  dengan  nilai  frekuensi dan  amplitudo  yang  tidak  sesuai  dengan  spesifikasi LPF yang  terdapat  pada  GTI  eksisiting.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  terjadi  permasalahan  kontrol pensaklaran MPPT pada GTI eksisting.
Selain permasalahan yang terdapat pada GTI dan combiner box ,  PLTS  Tomia  juga  mengalami permasalahan pada komponen baterai. Permasalahan pada  komponen  baterai  berupa  cairan  baterai  yang habis,  kutub  baterai  yang  berkarat,  serta  rusaknya inverter  baterai (bidirectional  inverter ).  Dengan demikian,  maka  dibentuk  diagram root  cause problem  solving (RCPS)  untuk  proses  revitalisasi PLTS Tomia seperti yang diberikan pada Gambar 10.
doi: https://doi.org/10.30869/jtech.v9i1.724 , p-issn/e-issn:2252-4002/2546-558X REVITALISASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) PADA SISTEM MICROGRID
PULAU TOMIA
Gambar 10. Diagram RCPS dalam  revitalisasi PLTS Tomia
Gambar 11. Matriks prioritas dalam revitalisasi PLTS Tomia
Matriks  prioritas  ditentukan  berdasarkan potensi  manfaat  (dampak)  hasil  perbaikan  serta kemudahan  dilaksanakannya  perbaikan  (Gambar 11.).  Semakin  tinggi  dampak  dan  semakin  mudah dilakukannya inisiatif perbaikan akan meningkatkan prioritas inisiatif perbaikan tersebut untuk ditindaklanjuti.  Berdasarkan  hasil  matriks  prioritas maka  didapatkan  dua  inisiatif  perbaikan  yang  akan ditindaklanjuti yaitu inisiatif perbaikan nomor 1 dan nomor 4 yang masing-masing merupakan “Memasang combiner  box dari  bahan  plastik,  di dalam  ruangan,  serta  dilengkapi  dengan surge arrester serta kabel DC” dan “Memasang GTI yang bersifat modular yang banyak tersedia di pasaran”.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Desain Ulang Konfigurasi PLTS Tomia Revitalisasi  PLTS  Tomia  dilakukan  dengan menggunakan konsep GTI modular. Keluaran panel surya  yang  awalnya  hanya  terdiri  dari  satu array diubah menjadi empat array . Keempat array tersebut kemudian dihubungkan dengan masing-masing GTI melalui  dua combiner  box . Array 1  dihubungkan dengan  GTI  merk  A, array 2  dihubungkan  dengan GTI merk B, array 3 dihubungkan dengan GTI merk C,  dan array 4  dihubungkan  dengan  GTI  merk  D. Pemilihan empat GTI dengan merk berbeda bertujuan untuk  mengetahui  kinerja  dari  keempat merk GTI yang  terdapat  di  pasaran.  Skematik  sistem  PLTS Tomia  setelah  dilakukan  revitalisasi  diberikan  pada Gambar 12.
PLTS
(18kWp)
Jaringan PLN BEBAN + - + - Baterai GTI (1x20kW) PLTD Trafo 20kV/380V Bidirectional Inverter 20kV 380kV Combiner Box DC Combiner Box AC PLTS (21kWp) GTI (1x35kW) PLTS (18kWp) GTI (1x25kW) PLTS (18kWp) GTI (1x20kW) Combiner Box DC
Gambar 12. Diagram hasil revitalisasi PLTS Tomia
Awalnya  PLTS  Tomia  menggunakan  hanya satu  GTI  dengan  kapasitas  75  kWp  sehingga ketika komponen  kontrol  MPPT  pada  GTI  tersebut  rusak maka  keseluruhan  sistem  PLTS  tidak  dapat digunakan  terlebih  lagi  pabrikan  penyedia  GTI eksisting sudah tidak beroperasi. Dengan
1 2 3 4 5 6 7 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 D A MP A K KEMUDAHAN PELAKSANAAN MATRIK PRIORITAS
menggunakan konsep modular pada GTI diharapkan permasalahan yang pernah terjadi sebelumnya tidak kembali  terulang.  Jika  terjadi  kerusakan  pada  satu GTI,  maka  daya  dari array yang  mengalami permasalahan  GTI  dapat  dipindahkan  ke  tiga  GTI lainnya sehingga PLTS Tomia tetap dapat beroperasi penuh.  Selain  itu,  dengan  GTI  modular,  jika  terjadi kerusakan,  perbaikan  tidak  bergantung  hanya  pada satu merk melainkan  dapat  menggunakan  berbagai macam merk yang mudah didapatkan di pasaran. Uji fungsi peralatan dilakukan untuk memastikan  bahwa  peralatan  yang  akan  dipasang dapat digunakan dengan baik untuk revitalisasi PLTS Tomia.  Diharapkan  dengan  dilakukan  tindakan  ini, pekerjaan di lokasi PLTS dapat segera dilaksanakan tanpa mengalami kendala peralatan. Proses uji fungsi yang  dilakukan  di  laboratorium  diberikan  pada Gambar 13.

## Gambar 13. Uji fungsi GTI
GTI  eksisting  awalnya  berbentuk  kubikel dengan ukuran yang cukup besar (2 m x 0,6 m x 1,2 m)  dan berada di tengah ruangan, sedangkan  pada proses  revitalisasi,  GTI  dipasang  pada  dinding (ukuran rata-rata dari seluruh GTI adalah 0,3 m x 0,6 m  x  0,5  m)  agar  dapat  mengoptimalkan  ruangan sehingga  terdapat  ruang  kosong  yang  dapat digunakan  oleh  operator  untuk  memantau  kinerja GTI.  Proses  pengerjaan  hingga  kondisi  final terpasangnya GTI diberikan pada Gambar 14.
Gambar 14. Kondisi PLTS Tomia setelah revitalisasi
3.2. Pengukuran Harmonisa dan Potensi Penghematan Setelah  seluruh  peralatan  selesai  diinstalasi,
maka  selanjutnya  dilakukan  pengukuran  harmonisa arus dan tegangan serta daya output yang dihasilkan oleh masing-masing GTI. Hasil pengukuran harmonisa,  daya  output  GTI,  dan  spesifikasi  dari masing-masing  GTI  ini  diberikan  pada  Tabel  1. Sedangkan,  hasil  pengukuran  simultan  untuk  daya dan  harmonisa  pada  keempat  GTI  diberikan  pada Gambar 15. dan Gambar 16.
Tabel  1.  menunjukkan  bahwa  keempat  GTI tersebut memiliki THD tegangan maksimum sebesar 2,5%.  Sedangkan  nilai  THD  arus  yang  ditampilkan pada  Tabel  1  adalah  nilai  THD  maksimum  selama proses pengukuran. GTI merk C memiliki nilai THD arus yang paling rendah, yaitu sebesar 6% sedangkan GTI merk A memiliki harmonisa arus tertinggi, yaitu sebesar  16%.  Namun  ketika  keseluruhan  GTI tersebut diukur secara bersama-sama pada sisi primer trafo step up 20kV/380V, maka nilai THD tegangan dan  arus  maksimum  yang  diperoleh  berturut-turut adalah  lebih  rendah  dari  3%  dan  8%.  Berdasarkan (SPLN  D5.004-1)  dapat  diketahui  bahwa  nilai harmonisa  maksimum  yang  boleh  dihasilkan  oleh peralatan  adalah  sebesar  5  %  untuk  harmonisa tegangan  dan  8  %  untuk  harmonisa  arus.  Dengan demikian,  konfigurasi  PLTS  hasil  revitalisasi  ini masih  memenuhi  standar  batasan  nilai  harmonisa sehingga dapat dioperasikan secara kontinu.
doi: https://doi.org/10.30869/jtech.v9i1.724 , p-issn/e-issn:2252-4002/2546-558X REVITALISASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) PADA SISTEM MICROGRID
PULAU TOMIA
Gambar 15. Hasil pengukuran daya secara simultan untuk keseluruhan GTI
Gambar 16. Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus secara simultan untuk keseluruhan GTI
Tabel 1
Perbandingan karakteristik GTI yang dipasang pada PLTS Tomia
No. Merk THD Arus THD Tegangan Daya Terukur (kW) Kapasitas Terpasang (kW) Asal Pabrikan Garansi 1  A 16% 2,50% 17 20  Asia 5 tahun 2  B 14% 2,50% 17 25  Eropa 5 tahun 3  C 6% 2,50% 17 35  Asia 5 tahun 4  D 8% 2,50% 18 20  Eropa 5 tahun
Total kapasitas GTI yang terpasang di PLTS Tomia adalah sebesar 100 kW, yaitu lebih besar dari kapasitas  PLTS  yang  terpasang.  Hal  tersebut
dilakukan  agar  ketika  terjadi  kerusakan  pada  salah satu GTI, daya dari PLTS yang mengalami kerusakan GTI tersebut dapat dipindahkan ke tiga GTI lainnya.
Dengan  demikian,  jika  terjadi  gangguan  pada  salah satu  GTI  maka  keseluruhan  daya  dari  PLTS  tetap dapat disuplai ke jaringan.
Perhitungan  besarnya  potensi  energi  yang dapat  disuplai  dari  PLTS  Tomia  serta  potensi penghematan setelah dilakukan revitalisasi diberikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Potensi penghematan hasil revitalisasi PLTS Tomia Parameter per tahun Tanpa Beroperasinya PLTS Dengan PLTS Operasi Produksi PLTS (kWh) *) pendekatan nilai iradiasi tahunan mengacu pada data Global Solar Atlas (Anonim, 2021) - 122.103 Produksi PLTD (kWh) 3.872.754 3.750.651 SFC (liter/kWh) 0,280 0,280 Konsumsi bahan bakar (liter) 1.084.371 1.050.182 Harga bahan bakar (Rp/liter) 11 11 Biaya bahan bakar (Rp) 11.928.083.200 11.552.006.097 BPP (Rp/kWh) 3.080 2.983 Penghematan selama satu tahun (Rupiah) 376.077.103
Berdasarkan hasil perhitungan tersebut dapat diketahui  bahwa  PLTS  Tomia  setelah  revitalisasi berpotensi  menghasilkan  energi  listrik  sebesar 122.103  kWh  per  tahun  sehingga  akan  diperoleh potensi  penghematan  sebesar  Rp.  376.077.103  per tahun.  Nilai  penghematan  ini  diperoleh  dari  selisih antara  biaya  bahan  bakar  ketika  dioperasikan  dan tidak  dioperasikannya  PLTS  Tomia.  Selain  itu, didapatkan potensi penurunan biaya pokok produksi (BPP)  listrik  dari  Rp.  3.080,-  menjadi  Rp.  2.983,- ketika  PLTS  Tomia  dapat  beroperasi  kembali.  Jika dibandingkan  dengan  biaya  yang  digunakan  untuk proses  revitalisasi  yaitu  sebesar  Rp.  300.000.000, biaya dalam proses perbaikan ini akan kembali dalam waktu satu tahun.

## 4. PENUTUP
Proses  revitalisasi  PLTS  Tomia  telah dilaksanakan dengan  melalui tahapan review desain eksisting  PLTS  Tomia,  investigasi  penyebab gangguan, inisiatif perbaikan, dan desain ulang PLTS Tomia. Dengan menggunakan konsep GTI modular, PLTS  Tomia  hasil  revitalisasi  dapat  digunakan  dan menghasilkan  kualitas  daya  yang  masih  memenuhi nilai  standar.  Selain  itu,  PLTS  Tomia  hasil revitalisasi berpotensi menurunkan nilai BPP Listrik dari Rp. 3.080/kWh menjadi Rp. 2.983/kWh.

## DAFTAR PUSTAKA
Akbari,  M.,  Member,  S.,  Rezaei-zare,  A.,  Member, S., Ali, M., Cheema, M., & Kalicki, T. (2020). Air Gap Inductance Calculation for
Transformer  Transient  Model . 3 (c),  5–7. https://doi.org/10.1109/TEC.2020.3009818 Bae,  S.,  Member,  S.,  &  Kwasinski,  A.  (2012).
Dynamic Modeling and Operation Strategy for a  Microgrid  With  Wind  and  Photovoltaic Resources . 1–9.
Che,  L.,  Member,  S.,  Shahidehpour,  M.,  &
Alabdulwahab, A. (2015). Hierarchical Coordination of a Community Microgrid With AC and DC Microgrids . 1–10.
Liu,  T.H.,  Mubarok,  M.  S.,  Ridwan,  M.  Suwarno.
(2019). Design and Implementation of a Speed- Loop-Periodic-Controller-Based
Fault-
Tolerant SPMSM Drive System .
Dong,  X.  I.  N.,  Member,  S.,  Li,  X.,  &  Cheng,  S.
(2020). Energy  Management  Optimization  of Microgrid  Cluster  Based  on  Multi-Agent- System  and  Hierarchical  Stackelberg  Game Theory . 8 , 206183–206197.
H,  B.  B.  S.  D.  A.,  Munir,  B.  S.,  Habibie,  A.  S.,  & Alam,  A.  S.  (2016). kV  500  MVA  in  Parallel Operation . 3 (1), 1–5.
H,  B.  B.  S.  D.  A.,  Munir,  B.  S.,  Habibie,  A.  S., Inspection,  A.  V.,  &  Bank,  P.  S.  (2017). 500MVA Inter Bus Transformer. 7th International  Annual  Engineering  Seminar (InAES) , 7–11. Yogyakarta.
Jiang,  Z.,  Gao,  L.,  Dougal,  R.  A.,  &  Member,  S.
(2007). Adaptive  Control  Strategy  for  Active Power  Sharing  in  Hybrid  Fuel  Cell  /  Battery Power Sources . 22 (2), 507–515.
Jos,  P.,  Silveira,  C.,  Member,  S.,  &  Filho,  E.  R. (2020). Power Management Strategy Based on Virtual  Inertia  for  DC Microgrid s. IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS , in press. https://doi.org/10.1109/TPEL.2020.2986283
Mailhot, T. N. M., & Munar, A. (1995). Zero Phase Sequence Impedance and Tank Heating Model for  Three  Phase  Three  Leg  Core  Type  Power Transformers  Coupling  Magnetic  Field  and Electric Circuit Equations in a Finite Element Software . 31 (3), 2068–2071.
Mckeon,  B.  B.,  Furukawa,  J.,  &  Fenstermacher,  S. (2014).  Advanced  Lead  –  Acid  Batteries  and the Development of Grid-Scale Energy Storage Systems. Proceedings  of  the  IEEE , 102 (6),
951–963.
https://doi.org/10.1109/JPROC.2014.2316823 Member, S., Luna, A. C., Member, S., Vasquez, J. C., & Fellow, J. M. G. (2016). Centralized Control Architecture  for  Coordination  of  Distributed Renewable Generation and Energy Storage in
Islanded AC Microgrids . 8993 (c). https://doi.org/10.1109/TPEL.2016.2606653 Patarroyo-montenegro, J. F., Andrade, F., Guerrero,
J.  M.,  Vasquez,  J.  C.,  &  Member,  S.  (2020). Transactions  on  Power  Electronics  A  Linear Quadratic  Regulator  with  Optimal  Reference Tracking  for  Three-Phase  Inverter-based
Islanded Microgrids . https://doi.org/10.1109/TPEL.2020.3036594 Patel,  P.  (2017). PLL  less  Strategy  for  Grid  Tied Inverter with Different Load Conditions . 1–4. Sebaaly,  F.,  Student,  G.,  Vahedi,  H.,  &  Student,  G.
(2017). Novel  Current  Controller  Based  on MPC  with  Fixed  Switching  Frequency Operation  for  a  Grid-Tied  Inverter . 0046 (c). https://doi.org/10.1109/TIE.2017.2784400 Serban, I., Teodorescu, R., & Marinescu, C. (2013). Energy  storage  systems  impact  on  the  short- term frequency stability of distributed
autonomous  microgrids  ,  an  analysis  using aggregate
models . (September). https://doi.org/10.1049/iet-rpg.2011.0283
SPLN  D5.004-1:  2012,  Power  Quality  (Regulasi Harmonisa,  Flicker  dan  Ketidakseimbangan Tegangan).
Wang,  Y.,  Gao,  Q.,  &  Cai,  X.  (2011). Mixed  PWM for Dead-Time Elimination and Compensation in a Grid-Tied Inverter . 58 (10), 4797–4803.
Xia, K., He, S., Tan, Y., Jiang, Q., Xu, J., & Yu, W. (2019).  Wavelet  packet  and  support  vector machine  analysis  of  series  DC  ARC  fault detection  in  photovoltaic  system. IEEJ Transactions  on  Electrical  and  Electronic
Engineering , 14 (2), 192–200.
https://doi.org/10.1002/tee.22797 Zhao,  Z.,  Member,  S.,  Yang,  P.,  &  Guerrero,  J.  M. (2015). Multiple-Time-Scales  Hierarchical
Frequency  Stability  Control  Strategy  of Medium-Voltage  Isolated  Microgrid . 8993 (c), 1–18. https://doi.org/10.1109/TPEL.2015.2496869 Anonim, https://globalsolaratlas.info/map?c=- 5.921778,123.078003,8&s=- 5.742906,123.936768&m=site ,  Dikutip  pada tanggal 14 April 2021, pukul 15.00 WIB