## SISTEM TRANSMISI ARUS SEARAH (HVDC) MENGGUNAKAN CONVERTER 12 PULSA
P. Perdana Surya S. Universitas Trunojoyo Madura Madura, Indonesia press_a@elect-eng.its.ac.id

## Abstrak
Abstrak- Teknologi arus searah tegangan tinggi (HVDC) mempunyai karakter menarik yang cukup  bermanfaat  untuk  aplikasi  transmisi  daya  listrik.  Jumlah  proyek  HVDC  berdasarkan pertimbangan secara umum telah meningkat di akhir-akhir abad ini. Paper ini menampilkan sistem  kontrol  transmisi  HVDC  menggunakan  fuzzy  logic  controller  untuk  beban  variabel. Simulasi  dari  kontrol  HVDC  yang  diusulkan  telah  ditampilkan  menggunakan  Software Matlab. Hasil steady state dan dinamis di bawah beberapa kondisi beban telah diujikan. Hasil dari  kontrol  fuzzy  logic  controller  lalu  dibandingkan  dengan  kontrol  konvensional  PI. Hasilnya,  kontrol  sistem  transmisi  HVDC  menggungakan  Fuzzy  logic  controller  dan  PI kontroller  menampilkan  kelebihan  dan  kekurangan  sendiri-sendiri  dalam  mengkompensasi perubahan beban.
Kata kunci: Control PI, fuzzy logic controller, Thyristor, Transmisi HVDC, Converter

## Abstract
Abstract— High Voltage Direct Current (HVDC) technology has characteristics which make it especially attractive in certain  transmission applications. The number of HVDC projects committed  or  under  consideration  globally  has  increased  in    recent  years  reflecting  a renewed  interest  in  this  field  proven    technology.  This  paper  presents  control HVDC transmission system using fuzzy logic controller for interconnecting variable load. Simulation of the proposed HVDC control scheme has been performed using Matlab. Steady state and dynamics performance under various operating conditions have been examined. The results have  been  compared  with  conventional  PI  control  scheme.  And  the  result  is  Fuzzy  logic controller  and  PI  controllers  have  advantages  and  disadvantages to  compensate  dynamic konsumen load.
Keyword: Control PI, fuzzy logic controller, thyristors, HVDC Transmission, Converter

## PENDAHULUAN
Saluran    listrik    di    dunia    sebagian besar  adalah    saluran    AC.  Namun  sejak perkembangan teknologi  semi konduktor, khususnya  teknologi thyristor,  penyaluran arus    searah    (DC)    mulai  dikembangkan [1,2].    Pada  tahun  1941,  transmisi  HVDC pertama  untuk  komersial  disuplai  dari berlin melalui kabel bawah tanah sepanjan 115 km dengan daya 60 MW.  Pada tahun 1945  sistem  ini  siap  untuk  beroperasi. Namun, akibat perang dunia kedua, sistem ini  ditinggalkan  dan  tidak  pernah dioperasikan.  Pada  tahun    1954  sistem transmisi  HVDC  dimulai  lagi  dan  pada umumnya  diakui  sebagai  permulaan    dari sistem  transmisi  DC  bertegangan    tinggi yang  modern.  Sistem  ini  mempunyai saluran    DC    dengan    tegangan    100    kV dari    Vasterik    di    daratan  Swedia    ke Visby   di  pulau  Got land,  dengan  jarak sepanjang    100    km    (62,5    mil) menyeberangi  Laut Baltik [3].
Sistem  tegangan  tinggi  arus searah mempunyai    beberapa    kelebihan dibandingkan      sistem    tegangan    tinggi arus  bolak-balik,  antara  lain [3] : 1. Untuk  menghubungkan  sistem-sistem besar melalui
jaringan-jaringan berkapasitas kecil. Sebagai contoh kita ambil Britain-France  cross  channel
link dimana  terdapat  sedikit  saja perbedaan  frekuensi  antara  kedua sistem besar tersebut akan menimbulkan  masalah  serius  bagi kontrol  transfer  daya  pada  link berkapasitas kecil. Sehingga penyaluran  dengan  menggunakan  arus searah  merupakan  solusi  untuk menghindari perbedaan frekuensi yang mungkin terjadi.
2. Kerugian  korona  pada  saluran transmisi  DC  yang  beroperasi  pada suatu  tegangan  sama  dengan  harga puncak  tegangan  AC  ekivalen  jauh lebih  kecil  jika  dibandingkan  dengan transmisi  tegangan  tinggi  AC.  Hal  ini penting  bukan  saja    karena  untuk mengurangi  kehilangan  daya  yang ditimbulkan  oleh  peristiwa  korona tersebut, tetapi juga karena interferensi yang  ditimbulkan  pada  saluran  radio maupun televisi pada umumnya.
Walaupun demikian, beberapa kerugian  dalam  transmisi  HVDC  adalah [3]:
1. Semakin  banyak  kondisi  yang memungkinkan bagi circuit  breaker untuk  bekerja  memutuskan  rangkaian apabila  arus  tidak  menjadi  nol  dalam satu siklus.  Oleh karena itu switching tidak  dilakukan    pada  link  dc  tetapi pada  link  ac    Transformasi  tegangan harus dilakukan pada sisi AC
2. Inverter  dan  Rectifier  menyerap  daya reaktif  dan  kebutuhan  ini  jauh  lebih besar dan harus disuplai secara lokal. 3. Stasiun-stasiun konversi DC jauh lebih mahal dibandingkan dengan substation-substation  AC  konvesional. Hal  ini  karena  komponen-komponen yang  berfungsi  untuk  menyearahkan ataupun  untuk  membalikkan  tegangan yang  digunakan  pada  kapasitas  daya besar sangat terbatas sehingga menjadi mahal.
Suatu  sistem  tegangan  tinggi arus searah  memerlukan  konverter  untuk mengkonversikan  daya  dari  arus  bolak- balik  (AC) menjadi  arus  searah  (DC). Thyristor  dengan  daya  maupun  tegangan yang  tinggi  dapat  dimanfaatkan    untuk peralatan konverter.
Jurnal Ilmiah Edutic /Vol.1, No.1, Nopember 2014
Transmisi  arus  searah  baru  dapat dimanfaatkan dengan adanya
perkembangan  semikonduktor  khususnya teknologi  thyristor.  Karena  bila  dengan menggunakan  penyearah  dioda  akan menghasilkan    tegangan    keluaran    yang tetap.  Jika  diinginkan  suatu  keluaran tegangan  searah  yang  terkendali,    maka thyristor  lebih  tepat  digunakan dibanding dioda.  Tegangan    keluaran    penyearah thyristor bervariasi bergantung pada sudut penyalaan  pada thyristor.
Saat  ini  Thyristor  dengan  daya maupun  tegangan    yang  tinggi    dapat dimanfaatkan.untuk  peralatan  konvertor, yang  bertujuan    mengubah  arus  bolak– balik    menjadi  arus  searah.  Pada  sisi pengiriman,  arus  bolak-balik  dikonversi menjadi  arus  searah  dan  pada  sisi  terima arus  searah  dikonversi  kembali  menjadi arus  bolak-balik  menggunakan  peralatan switching inverter.
.
Gambar 1 . Jenis-jenis saluran tegangan tinggi arus searah
(a)    Monopolar    (b)  Bipolar (c) Homopolar Saluran  transmisi  tegangan  tinggi arus  searah dibagi-bagi menjadi [3]: a. saluran monopolar b  saluran bipolar dan c saluran homopolar Berdasarkan  yang  terlihat  pada  pada Gambar  1.  hanya  terdapat  satu  buah konduktor pada sitem transmisi monopolar (gambar  1a).  Sedangkan  saluran  balik arusnya  menggunakan  bumi.  Biasanya saluran  transmisi  dioperasikan  dengan kutub  negatif  karena  dapat  mengurangi rugi-rugi  korona.  Sistem  bipolar  memiliki dua  buah  saluran,  satu  sebagai  polaritas positif  dan  satu  sebagai  polaritas  negatif. Terdapat  dua  konverter  pada  setiap  gardu dengan  tegangan  yang  identik  dan terhubung  secara  seri  (gambar  1b).  Titik tengah  dapat  dihubungkan  dengan  tanah pada salah satu atau pada kedua ujungnya. Masing-masing  saluran  dapat  beroperasi secara sendiri-sendiri. Karena memang dua salurantersebut  tidak  berhubungan.  Sistem homopolar memiliki dua saluran atau lebih yang  keduanya  memiliki  poaritas  yang sama.  Satu  berfungsi  sebagai  pengirim daya  dan  saluran  satunya  sebagai  saluran baliknya.
Penggunaan  bumi  sebagai  saluran balik  mempunyai  beberapa  keuntungan yaitu [3]:
1. Pada  awalnya,  saluran  tegangan  tinggi arus  searah  dapat  dibangun  secara homopolar dengan mempertimbangkan nilai  keekonomisan.  Namun,  saat kebutuhan  pada  sisi  beban  meningkat, maka  untuk  meningkatkan  keandalan dan  mengurangi  rugi-rugi  saluran, saluran kedua dapat dibangun sehingga
Jurnal Ilmiah Edutic /Vol.1, No.1, Nopember 2014
sistem  transmisi menjasi  sistem bipolar. 2. Dengan menggunakan sistem transmisi bipolar dengan diberi pembumian pada masing-masing sisinya, maka
keandalan  sisitem  akan  menjadi  lebih tinggi.  Karena  bila  terjadi  gangguan pada  salah  satu  saluran  dan  saluran tersebut  terputus,  maka  bumi  dapat berfungsi  sebagai  saluran  balik sehingga  keandalan  penyaluran  daya listrik dapat terjamin.
Akan  tetapi  selain  mempunyai keuntungan seperti yang telah dijelaskan di atas,  ada  beberpa  kerugia  bila  kita menggunakan  bumi  sebagai  saluran  balik. Kerugian-kerugian  itu  antara  lain  adalah [3] :
1. Aliran arus melewati bumi mengakibatkan timbulnya korosi elektrolitik  pada  benda-benda  logam yang  tertanam  seperti  pipa  dan  lain sebagainya.
2. Tidak  semua  tempat  di  muka  bumi dapat  difungsikan  sebagai  saluran balik. hal itu karena jenis dan struktur tanah  di  masing-masing  tempet berbeda-beda. Hal itu akan mempengaruhi  tegangan  jatuh  di  titik tersebut.  Dan  bila  menggunakan elektroda  pentanahan  yang  cukup bagus, maka
harga dan pemeliharaannya juga cukup mahal. 3. Arus  yang  mengalir  melalui  bumi dapat menyebabkan terjadinya
tegangan  langkah (step  voltage )  dan tegangan  sentuh  ( touch  voltage )  yang berbahaya 4. Arus  yang  mengalir  melalui  bumi dapat  mengganggu  beroperasinya peralatan lain seperti kompas kapal dan sinyal perkeretaapian

## Konverter 12 Pulsa Kontrol Penuh
Telah  kita  ketahui      bahwa penyearah    dioda  akan    menghasilkan tegangan    keluaran    yang    tetap.  Jika diinginkan suatu keluaran  tegangan searah yang  terkendali,    maka    thyristor    lebih tepat    digunakan  dibanding    dioda. Tegangan    keluaran penyearah  thyristor bervariasi bergantung pada sudut penyalaan pada thyristor . Pada  sistem  penyearah  16  pulasa, hasil  keluaran  penyearah  masih  penuh ripple  [4].  Sehingga  diperlukan  nilai kapasitor  yang  besar  untuk  memperhalus keluaran  yang  diinginkan.  Penambahan kapasitor tersebut membuat sistem kontrol lebih rumit dan biaya menjadi lebih mahal. Dalam  penelitian  ini,  untuk  mengurangi penggunaan  kapasitor  dalam  daya  besar, maka  digunakan  sistem  penyearah  12 pulsa.  Sistem  penyearah  12  pulsa  dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah ini.
Gambar.2. Rangkaian jembatan penyearah 6 pulsa  terhubung seri membentuk penyearah 12  pulsa
Pada  sistem  penyearah  12  pulsa tegangan  AC  yang  dihasilkan  lebih  rapat dari pada rectifier 6 pulsa karena tegangan line  output  dari  transformator Wye  dan transformator Delta mempunyai persamaan sebagai berikut:
Jurnal Ilmiah Edutic /Vol.1, No.1, Nopember 2014
= = ( − ) = ( + ) = ( + ) = ( + ) = ( − )
Bila  digambarkan  dalam  simulasi, tegangan  output  yang  dihasilkan  akan seperti pada Gambar 3 berikut :
Gambar.3 . Sinyal tegangan pada Output transformator Wye dan Delta
Pada  Gambar  3  di  atas  dapat  kita lihat  bahwa  gelombang  AC  yang terbangkit  menjadi  lebih  rapat  dan  saling susul menyusul.
Setelah  melalui  thyrstor,  maka  akan dihasilkan  tegangan  DC  dengan  nilai seperti yang dirumuskan sebagai berikut :
Atau  untuk  lebih  sederhananya, rumus  penyearah  12  pulsa  merupakan kelipatan  dua  dari  rumus  penyearah  6 pulsa.  Sehingga  tegangan  output  pada penyearah  12  pulsa    adalah  2  kali  dari penyearah 6 pulsa.

## Model Sistem
Thyristor  yang  dipakai  sebanyak jumlah  saluran  yang  terdapat  pada  sistem
penyearah  12  pulsa,  yaitu  sebanyak  12 buah.  Desain  simulasi  rectifier  12  pulsa yang dilakukan untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 4. berikut ini :
Gambar.4 . Rangkaian simulasi jembatan penyearah 6 pulsa terhubung seri membentuk penyearah 12 pulsa Sedangkan  untuk  sistem  sudut penyalaannya,
dibuat dengan menggunakan  sinyal  segitiga,  atau  lebih tepatnya  berbentuk  sinyal  gergaji.  Sinyal gergaji  yang  dibuat  harus  sesuai  dengan sudut fasa dari tegangan  yang akan diatur sudut penyalaannya.  Sehingga awal mula munculnya  sinyal  gergaji  bersamaan dengan  mulai  nya sinyal  tegangan  yang akan diatur. Rangkaian sinyal gergaji pada penelitian  ini  adalah  seperti  yang ditunjukkan Gambar 5 berikut ini:
Gambar.5. Rangkaian  simulasi controller sudut penyalaan
Sistem HVDC yang digunakan pada simulasi  ini  merupakan rangkain  virtual yang  tidak  ada  di  sistem  nyata.  Akan tetapi,  sistem  yang  digunakan  pada simulasi  ini  dibuat  semirip  mungkin dengan  sistem  yang  ada  di  kenyataan, dengan segala kelebihan dan kekurangannya.  Sistem  HVDC  yang dibahas  disini  mempunyai  spesifikasi sebagai berikut :
Tabel 1 . Spesifikasi Sistem Transmisi
HVDC Transformator V input 70 KV V output Delta 200 KV V output Wye 200 KV Daya 5000 MVA R line R/km 0.025 L 500 KM Beban Ekivalen Daya 2400 MVA
Berdasarkan  parameter  sistem  yang digunakan  di  atas,  kita  dapat  menghitung tegangan  DC  maksimal  yang  akan  kita dapatkan  bila  kita  menyearahkan  sistem AC  tersebut.  Besar  tegangan  DC  yang dihasilkan adalah sebagai berikut:
= √ = Fuzzy Logic Controller Fuzzy  logic  controller  (FLC) merupakan teknik pengontrolan berdasarkan  dasar  pengetahuan  manusia untuk  menyetting  proses  kontrol.  Segala sesuatu yang perlu dipertimbangkan dalam mendesain penggunaan sistem control FLC adalah  respon    input  dan  output    sesuai kenyataan  (himpunan  crisp),  faktor  skala dari  variabel  input  dan  output,  fungsi keanggotaan (membership function) untuk variabel input dan output, dan aturan fuzzy yang  digunakan.  Sistem  tertutup  dengan FLC dapat dilihat pada Gambar 6. berikut ini:
Gambar 6 . Sistem kontrol FLC pada sistem penyearah 12 pulsa
Himpunan  crisp  untuk  error  input dan  perubahan  error  diperoleh  dari  nilai referensi,  keluaran  sistem  plant  dan  error sebelumnya.  Dua  masukan  input,  yaitu error  input  dan  perubahan  error akan diproses oleh fuzzy controller.
FLC  akan  mengevaluasi  masing- masing input dalam bentuk error input dan
perubahan  error  melalui  tiga  langkah proses  fuzzy,  yaitu  Fuzzifikasi,  evaluasi aturan dan defuzzifikasi.
1. Fuzzifikasi Fuzzifikasi  adalah  proses  pemetaan input  crisp  menjadi  sekumpulan  fuzzy dalam  bentuk  fungsi  keanggotaan. Contohnya  seperti  yang  digunakan  dalam sistem ini adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7 dan 8 berikut ini:
Gambar 7 . fungsi keanggotaan untuk input error
Gambar 8. fungsi keanggotaan untuk perubahan error
2. Fuzzifikasi
Evaluasi  aturan  adalah  proses evaluasi  derajat  keanggotaan  dari  masing- masing  sekumpulan  fungsi  keanggotaan inputan  fuzzy  berdasarkan  aturan  yang telah  dibuat  sebelumnya.  Tujuan  dari pembuatan  aturan  ini adalah  untuk menentukan  derajat  keanggotaan  dari outputan  fuzzy.  Aturan  yang  digunakan dalam  sistem  HVDC  pada  penelitian  ini adalah sebagai berikut:
a.If  (ERROR  in  NL)  and  (D-ERROR)  is NL) then (OUTPUT is NL) (1) b.If  (ERROR  in  NL)  and  (D-ERROR)  is ZE) then (OUTPUT is NL) (1)
c.If  (ERROR  in  NL)  and  (D-ERROR)  is PL) then (OUTPUT is ZE) (1)
d.If  (ERROR  in  ZE)  and  (D-ERROR)  is NL) then (OUTPUT is NL) (1)
e.If  (ERROR  in  ZE)  and  (D-ERROR)  is ZE) then (OUTPUT is ZE) (1)
f. If  (ERROR  in  PL)  and  (D-ERROR)  is NL) then (OUTPUT is ZE) (1)
g.If  (ERROR  in  PL)  and  (D-ERROR)  is ZE) then (OUTPUT is mf3) (1)
h.If  (ERROR  in  PL)  and  (D-ERROR)  is PL) then (OUTPUT is mf3) (1)
3. Defuzzifikasi
Langkah  terakhir  dalam  proses  FLC ini adalah defuzzifikasi. Ini adalah langkah yang berkebalikan dengan proses fuzzifikasi,  yaitu  merubah  output  fuzzy menjadi  fungsi  keanggotaan  himpunan crisp,  seperti  yang  ditunjukkan  Gambar  9 sebagai berikut.
Gambar 9 . Fungsi keanggotaan variabel output fuzzy
Kontroller Proposional–Integral (Pi) Kontroller PI menghitung nilai error sebagai  perbedaan  antara  variabel  proses yang diukur dengan nilai yang diinginkan. Kontroller  berusaha  untuk  memperkecil error  yang  terjadi  dengan  mengontrol proses input.
Perhitungan (algoritma) kontroller PI merupakan  dua  jenis  kontroller  yang berbeda.  Namun,  karena  sering  dipakai bersamaan  dalam  sistem,  maka  sering disebut  bersamaan  yaitu  kontroller proporsional integral atau disingkat dengan kontroller  PI.  Makna  dari  kontroller  ini dapat  diwakili  oleh  penjelasan  sebagai berikut,  yaitu  P  merupakan  kontrol  yang tergantung  oleh  nilai  saat  ini  dan  I merupakan  kontrol  yang  tergantung  oleh akumulasi nilai error sebelum-sebelumnya. Gabungan  dari  dua  kontrol  ini  digunakan untuk  mengatur  proses  melalui  elemen kontrol  seperti  posisi  dari  kontrol  valve, atau  suplai  daya  untuk  elemen  pemanas, atau  untuk  sudut  penyalaan.  Gambar  10 berikut  ini  adalah  diagram  blok  dari kontrol PI.
Gambar 10 . Konfigurasi dari sistem Kontroller PI
Sistem HVDC dengan menngunakan kontroller  PI  dapat  mengatur  tegangan keluaran  penyearah  pada  sisi  beban sehingga  bila  terjadi  peningkatan  arus beban,  dan  mengakibatkan  terjadinya tegangan  jatuh  pada  saluran  transmisi, sudut  penyalaan  thyristor  diatur  untuk memperoleh  tegangan  terminal  padda  sisi beban  yang  konstan/  yang  sesuai keinginan. Sehingga kontroller pada sistem simulasi  inni  digunakan  untuk  mengatur sudut penyalaan dari thyristor ini.
Di  dalam  sistem  ini,  terjadi perubahan beban pada sisi konsumen pada detik  ke  0.1,  0.15,  0.2,  0.25  dan  0.3.
Tegangan  yang  diinginakan  adalah  300 kV. Hasil perubahan beban akan membuat tegangan  pada  sisi  konsumen  menurun menjadi  kurang  dari  300kV.  Hasilnya seperti gambar 11. di bawah ini.
Gambar 11 . Hasil simulasi loop terbuka (tanpa kontrol)
Agar tegangan pada sisi beban tetap stabil  pada  nilai  300kV  maka  kita  akan menggunakan kontroller PI untuk menyetel sudut  penyalaan.  Caranya  adalah  sebagai berikut ini.
Y ss = 300000
X ss = 226300 Error  Steady  State:
= = =
0.7543 Y(τ)  =  0.632  x  X ss =  0.632  x  226300  = 143021 τ      = 0.0187 ts * (5%) = 3 x τ * = 0.03, maka τ * = 0.01 Kp = . ∗ = . . . = 2.479
Persamaan transfer function dari rangkaian controller PI adalah sebagai berikut:
Sedangkan  Rangkaian  controller  pada simulasi  dapat dilihat  pada  gambar  12 berikut:
Perhitungan (algoritma) kontroller PI merupakan  dua  jenis  kontroller  yang berbeda.  Namun,  karena  sering  dipakai bersamaan  dalam  sistem,  maka  sering disebut  bersamaan  yaitu  kontroller proporsional integral atau disingkat dengan kontroller  PI.  Makna  dari  kontroller  ini dapat  diwakili  oleh  penjelasan  sebagai berikut,  yaitu  P  merupakan  kontrol  yang tergantung  oleh  nilai  saat  ini  dan  I merupakan  kontrol  yang  tergantung  oleh akumulasi nilai error sebelum-sebelumnya. Gabungan  dari  dua  kontrol  ini  digunakan untuk  mengatur  proses  melalui  elemen kontrol  seperti  posisi  dari  kontrol  valve, atau  suplai  daya  untuk  elemen  pemanas, atau  untuk  sudut  penyalaan.  Gambar  10 berikut  ini  adalah  diagram  blok  dari kontrol PI.
Gambar 10 . Konfigurasi dari sistem Kontroller PI
Sistem HVDC dengan menngunakan kontroller  PI  dapat  mengatur  tegangan keluaran  penyearah  pada  sisi  beban sehingga  bila  terjadi  peningkatan  arus beban,  dan  mengakibatkan  terjadinya tegangan  jatuh  pada  saluran  transmisi, sudut  penyalaan  thyristor  diatur  untuk memperoleh  tegangan  terminal  padda  sisi beban  yang  konstan/  yang  sesuai keinginan. Sehingga kontroller pada sistem simulasi  inni  digunakan  untuk  mengatur sudut penyalaan dari thyristor ini.
Di  dalam  sistem  ini,  terjadi perubahan beban pada sisi konsumen pada detik  ke  0.1,  0.15,  0.2,  0.25  dan  0.3.
Tegangan  yang  diinginakan  adalah  300 kV. Hasil perubahan beban akan membuat tegangan  pada  sisi  konsumen  menurun menjadi  kurang  dari  300kV.  Hasilnya seperti gambar 11. di bawah ini.
Gambar 11 . Hasil simulasi loop terbuka (tanpa kontrol)
Agar tegangan pada sisi beban tetap stabil  pada  nilai  300kV  maka  kita  akan menggunakan kontroller PI untuk menyetel sudut  penyalaan.  Caranya  adalah  sebagai berikut ini.
Y ss = 300000 X ss = 226300 Error  Steady  State:
= = =
0.7543
Y(τ)  =  0.632  x  X ss =  0.632  x  226300  = 143021 τ      = 0.0187 ts * (5%) = 3 x τ * = 0.03, maka τ * = 0.01 Kp = . ∗ = . . . = 2.479
Persamaan transfer function dari rangkaian controller PI adalah sebagai berikut:
Sedangkan  Rangkaian  controller  pada simulasi  dapat dilihat  pada  gambar  12 berikut:
Perhitungan (algoritma) kontroller PI merupakan  dua  jenis  kontroller  yang berbeda.  Namun,  karena  sering  dipakai bersamaan  dalam  sistem,  maka  sering disebut  bersamaan  yaitu  kontroller proporsional integral atau disingkat dengan kontroller  PI.  Makna  dari  kontroller  ini dapat  diwakili  oleh  penjelasan  sebagai berikut,  yaitu  P  merupakan  kontrol  yang tergantung  oleh  nilai  saat  ini  dan  I merupakan  kontrol  yang  tergantung  oleh akumulasi nilai error sebelum-sebelumnya. Gabungan  dari  dua  kontrol  ini  digunakan untuk  mengatur  proses  melalui  elemen kontrol  seperti  posisi  dari  kontrol  valve, atau  suplai  daya  untuk  elemen  pemanas, atau  untuk  sudut  penyalaan.  Gambar  10 berikut  ini  adalah  diagram  blok  dari kontrol PI.
Gambar 10 . Konfigurasi dari sistem Kontroller PI
Sistem HVDC dengan menngunakan kontroller  PI  dapat  mengatur  tegangan keluaran  penyearah  pada  sisi  beban sehingga  bila  terjadi  peningkatan  arus beban,  dan  mengakibatkan  terjadinya tegangan  jatuh  pada  saluran  transmisi, sudut  penyalaan  thyristor  diatur  untuk memperoleh  tegangan  terminal  padda  sisi beban  yang  konstan/  yang  sesuai keinginan. Sehingga kontroller pada sistem simulasi  inni  digunakan  untuk  mengatur sudut penyalaan dari thyristor ini.
Di  dalam  sistem  ini,  terjadi perubahan beban pada sisi konsumen pada detik  ke  0.1,  0.15,  0.2,  0.25  dan  0.3.
Tegangan  yang  diinginakan  adalah  300 kV. Hasil perubahan beban akan membuat tegangan  pada  sisi  konsumen  menurun menjadi  kurang  dari  300kV.  Hasilnya seperti gambar 11. di bawah ini.
Gambar 11 . Hasil simulasi loop terbuka (tanpa kontrol)
Agar tegangan pada sisi beban tetap stabil  pada  nilai  300kV  maka  kita  akan menggunakan kontroller PI untuk menyetel sudut  penyalaan.  Caranya  adalah  sebagai berikut ini.
Y ss = 300000 X ss = 226300 Error  Steady  State:
= = =
0.7543
Y(τ)  =  0.632  x  X ss =  0.632  x  226300  = 143021 τ      = 0.0187 ts * (5%) = 3 x τ * = 0.03, maka τ * = 0.01 Kp = . ∗ = . . . = 2.479
Persamaan transfer function dari rangkaian controller PI adalah sebagai berikut:
Sedangkan  Rangkaian  controller  pada simulasi  dapat dilihat  pada  gambar  12 berikut:
Gambar.12 . Rangkaian  simulasi controller  PI untuk mengatur sudut penyalaan

## HASIL DAN DISKUSI
Perubahan beban pada sisi konsumen akan  mengakibatkan  tegangan  jatuh  pada saluran transmisi. Pada sistem simulasi ini, kasus  studi  dari  perubahan  beban  terjadi pada detik ke-0.1 , 0.15, 0.2 , 0.25 dan 0.3. Arus  beban  maksimum  adalah  8000  A pada  detik  ke  0.3.  Perubahan  arus  beban pada  sisi  konsumen  dapat  terlihat  pada Gambar 13 di bawah ini:
Gambar 13 . Hasil simulasi arus beban
Fuzzy logic controller (kontroller fuzzy) Agar peningkatan arus beban seperti yang terlihat pada gambar 14 di atas tidak mempengaruhi tegangan keluaran pada sisi konsumen  sehingga  penurunan  tegangan pada  sisi  konsumen  seperti  yang  terlihat pada  Gambar  12  dapat  terkompensasi maka diperlukan kntroller untuk mengatur sudut penyalaan dari thyristor ini.
Hasil  simulasi  dari  penggunaan kontroller fuzzy akan mengakibatkan over shoot  pada  saat  pertama  kali  beroperasi mencapai  370  kV.  Terpaut  selisih  70  kV dibandingkan  dengan  tegangan  yang diinginkan,  yaitu  300  kV.  Osilasi  terjadi
saat  kontroller  fuzzy  beroperasi  untuk menyetabilkan  tegangan  output  pada  sisi konsumen.  Proses  penyetabilan  tegangan dengan  menggunakan  kontroller  fuzzy dapat  dilihat  pada  Gambar  14.  di  bawah ini:
Gambar  14 .  Hasil  simulasi  pengontrolan tegangan menggunakan kontroller fuzzy
Jika kita mengabaikan batasan sistem seperti  misalnya  batas  maksimum  dari kapasitas  transformator  ,  dan  tiba-tiba terjadi  perubahan  beban  sehingga  arus beban  meningkat  menjadi  14000  A,  pada detik  0.3,  tegangan  jatuh  akan  mencapai pada  level  nilai  208  kV.  Kontrol  dengan menggunakan  fuzzy ini  ternyata  masih dapat  menyetabilkan  tegangan  kembali  ke nilai yang diinginkan, yaitu 300 kV setelah 0.05  detik  perubahan  beban.  Untuk  lebih jelasnya,  hasil  dari  simulasi  ini  dapat  kita lihat pada Gambar 15 di bawah ini:
Gambar 15 . Hasil simulasi kontrol tegangan menggunakan fuzzy saat terjadi kelebihan beban.

## Kontroller Proposional-Integral (PI)
Kasus  studi  yang  sama  diterapkan untuk  menguji  kehandalan  dari  kontroller PI ini. Perubahan beban terjadi pada waktu
yang  sama.  Hasil  dari  kontroller  PI  ini dapat  terlihat  pada  Gambar  17  di  bawah ini.
Gambar 16. Hasil simulasi kontrol tegangan menggunakan kontroller PI
Dari  Gambar  16    di  atas  dapat  kita lihat,  bahwa  setiap  kali  ada  perubahan tegangan  pada  detik  ke-0.1  ,  0.15,  0.2  , 0.25 dan 0.3, tegangan akan turun sebentar, lalu  kontroller  PI  akan  mengatur  agar tegangan  pada  sisi  beban  tetap  konstan pada  nilai  tegangan  300.000  KV.  Osilasi yang  terjadi  dengan  menggunakan kontroller  ini  jauh  lehih  halus  bila dibandingka
dengan
menggunakan kontoller  fuzzy  seperti  yang  terlihat  pada Gambar 15 sebelumnya.
Namun,  kelemahan  penggunaan kontroller PI pada simulasi ini adalah nilai tegangan overshot
pada
awal beroperasinya  sistem  mencapai  480.000 kV  selama  0.9  detik.  Nilai  overshoot  ini termasuk sangat tinggi dan terjadinya juga dalam  waktu  yang  cukup  lama  sebelum sistem kembali normal pada tegangan 300 kV.  Hal  ini  perlu  menjadi  pertimbangan dalam  penggunaan  kontroller  PI  bila benar-benar  diterapkan  pada  sistem  yang nyata.
Jika kita mengabaikan batasan sistem seperti misalnya  batas  maksimum  dari kapasitas  transformator  ,  dan  tiba-tiba terjadi  perubahan  beban  sehingga  arus beban  meningkat  menjadi  19000  A,  pada detik ke-0.3, tegangan jatuh akan mencapai
pada  level  nilai  180  kV.  Sitem  dengan menggunakan kontroller fuzzy ini ternyata masih  dapat  menyetabilkan  tegangan kembali  ke  nilai  yang  diinginkan,  yaitu 300  kV  setelah  0.09  detik  perubahan beban.  Pemilihan  nilai  peningkatan  beban mencapai  19000  A  ini  adalah  beban maksimum  yang  dapat  dikontrol  dengan menggunakan  kontroller  PI.  Nilai  arus beban  ini  lebih  besar  dibandingkan  nilai arus  beban  maskimum  yang  masih  dapat dikontrol  fuzzy,  yaitu  sebesar  14000  A. Untuk lebih jelasnya, hasil dari simulasi ini dapat kita lihat pada Gambar 17 di bawah ini:
Gambar 17. Hasil simulasi kontrol tegangan menggunakan kontroller PI pada kondisi overload

## KESIMPULAN
Dari  hasil  simulasi  pada  sistem HVDC  300  kV  di  atas  dengan menggunakan  kontroller  Fuzzy  dan kontroller PI, kita dapat membuat beberapa kesimpulan sebagai berikut.
 Kontroller fuzzy mempunyai overshoot pada  saat  permulaan  sistem  yang  jauh lebih  kecil  jika  dibandingkan  dengan menggunakan  kontroller  PI  dan mempunyai  waktu  respon  yang  lebih cepat  untuk  menuju  nilai  yang diharapkan, yaitu300 kV.
 Kontroller PI mempunyai respon  yang lebih halus dan lebih tepat
Jurnal Ilmiah Edutic /Vol.1, No.1, Nopember 2014
dibandingkan dengan sistem fuzzy saat terjadi perubahan beban.
 Kontroller  PI  juga  lebih  ampuh dibandingkan  dengan  kontoller  fuzzy. Kontroller  PI  tetap  dapat  mengontrol tegangan sistem walau terjadi kenaikan beban mencapi 19000 A dibandingkan dengan  kontroller  fuzzy  yang  hanya mampu  mengontrol  tegangan  dengan arus beban maksimal 14000 A. Pada sistem ini, kontroller PI terlihat lebih  ampuh  dan  lebih  halus  dalam mengontrol  tegangan  sisi  konsumen dibandingkan  dengan kontroller  fuzzy. Akan  tetapi,  setiap  sistem  mempunyai larakteristik  yang  berbeda-beda.  Sehingga bila  kontroller  fuzzy  dan  kontroller  PI  ini diterapkan pada sistem yang berbeda, hasil yang dicapai akan berbeda pula.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] R. Rudervall, J. Charpentier, and R. Sharma,  “High voltage direct current (HVDC)  transmision systems technology review paper,” in Energy Week, Washington, D.C, USA, Mar. 2000.
[2] D. F.Menzies, J. Graham, and F. U. Ribeiro,  “Garabi the Argentina Brazil 1000MW  interconnection commissioning and early  operating experience,” in ERLAC  Conference,
Foz do Iguacu, Brazil, May-June 2001.
[3] Winardi, Bambang Sistem Transmisi Daya Searah (HVDC). Jurusan Teknik Elektro, F.T., Universitas
Diponegoro, Transmisi, Vol. 0, No. 1, Juni 2005 : 22 – 25
[4] Ashari, M., Islam,S., and Matair,S.S., Harmonic  reduction  Due  to  Mixing
Single  Phase  and  Three  Phase  Load Current  Under  Non-Ideal  Supply Condition, http://www.upsci.com/pdf/2000- harmonic-reduction.pdf.