PENGATURAN FREKUENSI PADA PLANT PLTMH

BERBASIS ANFIS

SKRIPSI

Disusun Oleh:

FAJAR DWI WIJAYANTO

NIM. 201310130311124

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

LEMBAR PERSEMBAHAN

i. LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Orang tua, kakak dan adik yang telah banyak memberikan banyak do’a dan

dukungan kepada penulis.

2. Dekan Fakultas Teknik dan keluarga (FT) Bapak Dr. Ahmad Mubin, M.T,

serta para Pembantu Dekan Fakultas Teknik dan keluarga besar Universitas

Muhammadiyah Malang.

3. Ketua Jurusan Teknik Elektro Ibu Ir. Nur Alif M, M.T. beserta seluruh

staffnya.

4. Bapak Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, M.T. dan bapak Ir. Diding Suhardi,

M.T. yang telah meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam

menyelesaikan Skripsi ini.

5. Praba Cahya Wardani yang selalu menemani , mendoakan dan mendukung

penulis.

6. Seluruh civitas akademika (dosen, asisten, dan karyawan) Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah membekali ilmu dan membantu penulis

selama proses studi.

7. Sahabat dan teman-teman Elektro angkatan 2013 yang berjuang mencari

ilmu di UMM dan teman-teman dari ukm Taekwondo yang telah banyak

membantu dan mendoakan.

8. Dan yang terakhir, semuanya yang telah membantu penulis yang tidak bisa

disebutkan satu persatu.

KATAPENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah جل جلالهatas segala nikmat, rahmat, taufik serta

hidayahnya-Nya. Sholawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada

Rasulullahصلى الله عليه وسلم. Atas kehendak dan karunia Allah sehingga penulis dapat

menyeleseikan tugas akhir yang berjudul:

“PENGATURAN FREKUENSI PADA PLANT PLTMH BERBASIS

ANFIS”

Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar sarjana teknik di Universitas Muhamadiyah Malang. Selain itu penulis

berharap tugas akhir ini dapat memperluas pustaka dan pengetahuan untamanya

dalam bidang energi terbaharukan.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tgas akhir ini masih banyak

terdapat kekurangan. Oleh karena itu Penulis berharap saran yang membangun,

agar kedepannya menjadi lebih baik dan bermanfaat. Penulis mohon maaf apabila

terdapat kesalahan dalam penulisan baik yang sengaja maupun yang tidak

disengaja.

Malang,

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii

LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. iv

ABSTRAK ......................................................................................................... v

LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... vii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 2

1.3 Tujuan ........................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ........................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 4

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro ....................................... 4

2.2 Keterkaitan Fluktuasi Beban Terhadap Perubahan Frekuensi ...... 5

2.3 Governor ....................................................................................... 6

2.4 Generator Sinkron ........................................................................ 9

2.5 Sistem Eksitasi .............................................................................. 10

2.4 Metode PID .................................................................................. 11

2.4 Metode ANFIS ............................................................................. 12

BAB III ANALISA DAN DESAIN ................................................................. 14

3.1 Perancangan Sistem ...................................................................... 14

3.2 Pemodelan Electro Hydro Servo System ...................................... 15

3.3Pemodelan Valve ........................................................................... 15

3.4 Pemodelan Turbin ........................................................................ 16

3.5 Pemodelan Generator Sinkron ...................................................... 17

3.6 Pemodelan Sistem Eksitasi ........................................................... 18

3.7 Pemodelan Beban pada PLTMH .................................................. 18

3.8 Perancangan Kontrol ANFIS ........................................................ 19

3.9 Perancangan Kontrol ANFIS-PID ................................................ 22

3.10 Flowchart .................................................................................... 24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... ....................................................... 26

4.1 Pengujian plant PLTMH dengan metode kontrol ANFIS ............ 27

4.2 Pengujian plant PLTMH dengan metode kontrol ANFIS-PID .... 29

BAB V PENUTUP ......................................................................................... 33

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 33

5.2 Saran ............................................................................................. 33

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 34

LAMPIRAN ....................................................................................................... 36

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Generator Sinkron ................................................................ 9

Gambar 2.2 Model Eksitasi ..................................................................... 10

Gambar 2.3 Sistem Kontrol Feedback .................................................... 11

Gambar 2.4 Arsitektur Jaringan ANFIS ................................................. 12

Gambar 3.1 Blok Diagram Governor pada Plant PLTMH ..................... 14

Gambar 3.2 Model Motor Servo ............................................................. 15

Gambar 3.3 Model Valve ......................................................................... 15

Gambar 3.4 Model Turbin Hidrolik ........................................................ 16

Gambar 3.5 Model Generator Sinkron .................................................... 17

Gambar 3.6 Model Sistem Eksitasi ......................................................... 18

Gambar 3.7 Beban RL ............................................................................. 19

Gambar 3.8 Generate FIS ........................................................................ 20

Gambar 3.9 Plot Train FIS ..................................................................... 21

Gambar 3.10 FIS Editor ........................................................................... 21

Gambar 3.11 Surface ANFIS ..................................................................... 22

Gambar 3.12 Blok Diagram Desain ANFIS-PID ..................................... 22

Gambar 3.13 Desain ANFIS-PID ............................................................. 23

Gambar 3.14 Flowchart Alur Rancangan Penelitian ............................... 24

Gambar 3.15 Flowchart Alur Pengendalian Frekuensi ............................ 25

Gambar 4.1 Model Plant PLTMH ........................................................... 26

Gambar 4.2 Respon Frekuensi Sistem Plant PLTMH dengan Metode

ANFIS .................................................................................. 27

Gambar 4.3 Daya Beban Konsumen Plant PLTMH dengan Metode

ANFIS .................................................................................. 27

Gambar 4.4 (a) Vrms dan (b) Irms Plant PLTMH dengan Metode

ANFIS .................................................................................. 29

Gambar 4.5 Respon Frekuensi Sistem Plant PLTMH dengan Metode

ANFIS-PID .......................................................................... 30

Gambar 4.6 Daya Beban Konsumen Plant PLTMH dengan Metode

ANFIS-PID .......................................................................... 30

Gambar 4.7 (a) Vrms dan (b) Irms plant PLTMH dengan Metode

ANFIS-PID .......................................................................... 31

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Parameter Motor Servo ........................................................ 15

Tabel 3.2 Parameter Turbin Hidrolik ................................................... 17

Tabel 3.3 Parameter Generator Sinkron .............................................. 17

Tabel 3.4 Parameter Sistem Eksitasi .................................................... 18

Tabel 4.1 Perbandingan Karakteristik Respon Plant PLTMH dengan

Controller ............................................................................ 32

DAFTAR PUSTAKA

Afianti, H. Soebagio. Purnomo, M.H.(2005).”Perancangan Modified ANFIS

Observer untuk Identifikasi Kecepatan Motor Induksi” Jurusan Teknik

Elektro,Fakultas Teknik, Universitas Bhayangkara Surya, Surabaya.

Chaundhary, H; Khatoon,S & Singh, R.2016. “ANFIS Based Speed Control of

DC Motor”. Innovative applications of computational intelligent on power,

energy and controls with their impact on hummanity

Dwiyanto, V., Indriana, D.K., Tugioo,s. 2016.”Analisis Pembangkit Listrik

Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) studi kasus : sungai anak (hulu sungai way

besai”.JRSDD.Vol 4,3. 407-422

Faiz, R.M. 2012. “Tuning PID Controller pada Sistem Eksitasi Alternator”.

Tekno, Vol. 18 November. Teknik Elektro, Universitas Negeri Malang.

Fauzan, A. 2009. “Analisis Governor pada pengaturan frekuensi PLTGU di PT

Indonesia Power UBP Priok”. Jurusan Teknik Elektro,Fakultas Industri,

Universitas Gunadarma, Depok.

Maulana,Y.Z; Leksono,E & Hadisupatmo,S.2016.”Performance Analysis of PID

controller ,fuzzy and ANFIS in pasteurization process” international

conference on instrumentation control and automation.

Mulyadi, R. “Analisa Sistem Integrasi Kontrol Electronic Load Controller dan

Flow Control Valve pada PLTMH”. Jurusan Elektro, Fakultas Teknik,

Universitas Muhammadiyah Malang.

Sandy, P. A. “Studi Pengontrol Beban Elektronik pada Pembangkit Listrik Tenaga

Mikrohidro Seloliman, Trawas Kabupaten Mojokerto”. Jurusan Teknik

Elektro, Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.

Setyo, E. W., Rif’an, M., & Utomo, T. “Perancangan Electronic Load Controller

(ELC) sebagai Penstabil Frekuensi pada Pembangkit Listrik Tenaga

Mikrohidro (PLTMH)”.. Jurusan Teknik Elektro, Universitas Brawijaya,

Malang.

Sukamta, S; & Kusmantoro, A.2013.” Perencanaan pembangkit listrik mikro

hidro (PLTMH) Jantur Tabalas Kalimantan Timur”. Jurnal Teknik Elektro,

5,2.

Usman, A.A; & Abdulkadir, R,A.2015.” Modelling and Simulation of Micro

Hydro Power Using Matlab simulink”. International Journal of Advanced

Technology in Engineering and Science, 3.1

Wahyunggoro, O., & Charles, G. “Simulasi Aplikasi ANFIS (Adaptive Neuro-

Fuzzy Inference System) Tiruan PID pada Pengendalian Tinggi Permukaan

Air”. Teknik Elektro UGM, Yogyakarta.

Widia, R & Hafid, A 2010.” Analisis Pengonntrolan Frekuensi Generator PLTMH

(Pusat Listrik Tenaga Micro Hydro) dengan Governor Sederhana”.

Elektron, 2.1