2019 : Desain dan Pengembangan Prototipe Sistem Turbin Angin Berbasis Supervisory Control : Studi Kasus Implementasi di Ladang Angin Indonesia

Dr. Bambang Lelono Widjiantoro ST.,MT.
Dr. Katherin Indriawati ST, MT

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Pada dasarnyanya, tujuan kontrol pada turbin angin bergantung pada ladang angin yang tersedia. Untuk ladang angin kecepatan rendah seperti di Indonesia, tujuan kontrol adalah mengoptimalkan ekstraksi daya angin melalui tracking sinyal kecepatan rotor turbin angin. Dalam penelitian ini diajukan sistem kontrol cerdas dengan mekanisme setpoint adjustment untuk menangani problem terkait gaya input stokastik dan tak-terkontrol. Setpoint adjustment dikenal sebagai sebuah mekanisme pada supervisory level, sehingga secara keseluruhan sistem kontrol ini disebut sebagai supervisory control (SC). Prototipe sistem terkait masalah ini telah dihasilkan pada penelitian tahun kedua dengan menggunakan rangkaian buck converter. Penelitian di tahun ketiga meliputi penyempurnaan modul SC. Jika hasil penelitian tahun kedua hanya menggunakan kondisi laboratorium untuk menguji modul SC, maka pada penelitian selanjutnya harus menguji modul SC pada skala lapangan, dengan perubahan kecepatan angin lambat maupun cepat. Beberapa komponen modul SC yang rentan rusak seperti sensor arus dan kecepatan, perlu dilakukan perbaikan dan/atau modifikasi. Pertimbangan kondisi lapangan menjadi faktor utama dalam melakukan modifikasi nanti, termasuk pemilihan jenis konverter yang terbaik, apakah buck converter, atau boost converter, atau buck-boost converter. Memperhatikan dampak langsung dari kesalahan komponen turbin angin pada efisiensi konversi daya angin, strategi kontrol yang dirancang harus mampu menoleransi dampak kesalahan yang beragam (strategi fault tolerant control / FTC). Dengan demikian sangat jelas bahwa pendekatan multi obyektif tidak dapat dihindari untuk desain kontrol turbin angin, sehingga dalam penelitian ini sistem supervisory control diajukan untuk meminimumkan biaya perawatan selain memaksimumkan daya output. Secara simulasi skema SFTC telah berhasil didesain pada penelitian tahun kedua. Oleh karena itu, dari segi prototipe, kegiatan penelitian di tahun ketiga juga membuat prototipe sistem turbin angin yang sudah dilengkapi dengan sistem kontrol kecepatan dengan fitur kompensasi kesalahan sensor dan aktuator. Algoritma observer dan kompensasi kesalahan yang ditanam pada Arduino mengacu pada hasil simulasi sistem SFTC yang telah dilakukan. Kemudian mekanisme kompensasi kesalahan tersebut diimplementasikan pada sistem supervisory control yang sudah terpasang secara real time.