APLIKASI FILTER AKTIF

Filter daya aktif merupakan suatu teknologi yang mengadopsi

topologi konverter MLP (Modulasi Lebar Pulsa) yang difungsikan sebagai

sumber arus/tegangan terkendali. Dengan filter daya aktif ini komponen

harmonisa pada sistem akan direduksi melalui injeksi komponen harmonisa

dengan fasa berlawanan dan amplitudo sama. Ada banyak metode yang

dikembangkan untuk merancang filter daya aktif paralel. Salah satu metode untuk

merancang filter daya aktif paralel yaitu dengan metode PWM ( Pulse Width

Modulation). Metode ini sudah terbukti dapat mereduksi harmonisa, tetapi

membutuhkan frekuesi tinggi untuk pengaturan switching. Untuk mengatasi

masalah tersebut digunakan metode cascade multilevel inverter , karena

metode ini tidak membutuhkan frekuensi tinggi untuk switching. Metode ini

juga dapat menurunkan nilai THD (Total Harmonic Distortion) sistem

sehingga memperbaiki kualitas daya sistem.

(dikutip dari Penggunaan Daya Aktif Paralel untuk Kompensasi Harmonisa Akibat Beban Non Linier Menggunakan Metode Cascaded Multilevel Inverter oleh Renny Rakhmawati)

Listrik untuk saat ini sangat diperhatikan. Salah satu yang mempengaruhi

efisiensi adalah kualitas daya. Permasalahan utama dalam kualitas daya adalah

munculnya harmonisa yang ditimbulkan oleh bebanbeban non linier. Munculnya

kandungan harmonisa tersebut dapat menyebabkan dampak negatif terhadap

peralatan-peralatan lain yang terpasang pada sistem. Kondisi tersebut harus segera

diatasi agar tidak menjadi masalah serius. Usaha-usaha untuk mengurangi

harmonisa dampak pemakaian beban non linier telah banyak dilakukan.Dewasa

ini, usaha perbaikan kualitas daya lebih banyak dikembangkan dengan

implementasi filter daya aktif seiring dengan kemajuan dalam teknologi bahan

semikonduktor. Filter daya aktif merupakan suatu teknologi yang mengadopsi

topologi konverter MLP (Modulasi Lebar Pulsa) yang difungsikan sebagai

sumber arus/tegangan terkendali. Dengan filter daya aktif ini komponen

harmonisa pada sistem akan direduksi melalui injeksi komponen harmonisa

Aplikasi Filter Aktif P2 – 1 Andi Handoko

dengan fasa berlawanan dan amplitudo sama. Ada banyak metode yang

dikembangkan untukmerancang filter daya aktif paralel. Salah satu metode untuk

merancang filter daya aktif paralel yaitu dengan metode PWM (Pulse Width

Modulation). Metode ini sudah terbukti dapat mereduksi harmonisa, tetap

membutuhkan frekuesi tinggi untuk pengaturan switching. Untuk mengatasi

masalah tersebut digunakan metode cascade multilevel inverter, karena metode

ini tidak membutuhkan frekuensi tinggi untuk switching. Metode ini juga dapat

menurunkan nilai THD (Total Harmonic Distortion) sistem sehingga

memperbaiki kualitas daya sistem.

Filter daya aktif parallel terdiri dari sumber tegangan atau arus

terkontrol. VSI (Voltage Source Inverter) filter daya aktif parallel merupakan

tipe yang paling banyak digunakan karena merupakan topologi yang terkenal

dan memiliki prosedur instalasi yang tidak sulit. Gambar berikut ini

menunjukkan prinsip konfigurasi dari filter daya aktif parallel dengan VSI,

terdiri dari Kapasitor sebagai terminal DC (Cf), switch elektronika daya, dan

inductor (Lf) sebagai komponen interfacing sama dengan arus terdistorsi atau

arus harmonisa, sehingga arus yang asli terdistorsi dapat dieliminasi.

(dikutip dari Aplikasi Filter Aktif pada Beban Inverter Tiga Fase Berbeban

oleh Ferry Nugroho)

Dengan Penggunaan peralatan atau beban elektronikdalam jumlah besar

selama dua dekade terakhir ini telahmenimbulkan masalah serius yang

sebelumnya tidakdiperkirakan oleh ahli kelistrikan. Sebagian besarperalatan atau

beban listrik tersebut menarik arus dalambentuk non sinusoidal, walaupun sumber

tegangansupply berbentuk sinusoidal. Peralatan atau beban yang memiliki sifat ini

disebut sebagai beban nonlinier.Penggunaan beban nonlinier akan

menginjeksikan arusatau tegangan frekuensi tinggi ke jala-jala yangmenyebabkan

terjadinya harmonisa.Harmonisa adalah gejala pembentukan

gelombanggelombangsinus dengan frekuensi kelipatan ( integer)dari frekuensi

sumber, gelombang sinus ini apabiladigabung dengan frekuensi sumber akan

menghasilkan gelombang yang terdistorsi ( non sinus ).

Aplikasi Filter Aktif P2 – 1 Andi Handoko

(dikutip dari Simulasi Pengendali Filter aktif Sebagai Upaya Memperbaiki

Kualitas Daya Listrik di Laboratorium Teknik Listrik Politeknik Negeri

Pontianak oleh Irawan Suharto)

Ada beberapa pendekatan untuk mendesain filter daya aktif menggunakan

teknik artificial intellegence (AI) seperti Adaptive Tabu Search (ATS) [5],

particle swarm optimization (PSO) [6], and algoritma genetika (AG) [7]. Dalam

makalah ini, Algoritma Genetika digunakan untuk mencari parameter filter daya

aktif (APG) untuk meminimalkan prosentase THD dari Arus sumber (Is) setelah

kompensasi. Sesuai parameter filter daya aktif untuk pencarian algoritma genetika

adalah tegangan DC bus (Vdc), induktansi filter (Lf), dan pita histerisis (Hb).

Hasil desain APF menggunakan Algoritma genetika dalam makalah ini

dibandingkan dengan pendekatan teknik Ingram dan Round .

Filter daya aktif dikontrol menggunakan metode histerisis. Dalam makalah

ini, AG diaplikasikan untuk menghitung nilai parameter filter daya aktif yang

tepat. Parameter yang dicari antara lain tegangan DC bus (Vdc), filter induktor

(Lf) dan pita histerisis (HB).

Blok diagram di atas menjelaskan bagaimana mencari parameter-parameter filter

aktif dengan menggunakan algoritma genetik dapat digambarkan pada gambar 4.

Pada gambar, algoritma mencari parameter filter aktif dengan prosentase THD

dari arus kompensasipada sisi sumber didefinisikan sebagai harga nilai untuk

tuning algoritma genetika. Nilai ini dapat dihitung dari fungsi obyektif seperti

gambar 4. Algoritma genetika akan mencoba mencari parameter filter aktif terbaik

untuk mencapai nilai % THD minimum sesuai dengan standar IEEE std. 519-

1992.

(dikutip dari Aplikasi Filter Pasif pada beban Inverter Tiga Fase Berbeban

oleh Wahri Sunanda)

Sistem pada gambar dioperasikan dengan kontrol Filter daya aktif dengan

metode histerisis. Parameter filter aktif didesain dengan algoritma genetika. Nilai

obyektif dengan metode algoritma genetika meminimalkan % kompensasi arus

Aplikasi Filter Aktif P2 – 1 Andi Handoko

THD dan nilai yang sesuai IEEE std 519-1992. Algoritma dapat mencari nilai

parameter filter aktif mencapai % THD lebih kecil untuk tiap putaran generasi

seperti gambar 5. Dalam paper ini, nilai maksimum generasi diset hingga 1000

dengan AG dapat mencapai % THD sebesar 0,9885 %. Pada gambar 5, dapat

disimpulkan bahwa % THD sama dengan 0.9940% sepanjang generasi adalah

=438-519. Hal ini adalah khusus penyelesaian untuk masalah ini. Namun ,

Algoritma Genetika adalah solusi untuk mencapai % THD yang lebih baik yakni

(0.9885%). Kemudian hasil dari AG ini dibandingkan dengan metode Ingram dan

Round yang ditampilkan pada tabel 1. Sebagai tambahan, hasil dari gambar 5 juga

menunjukkan konvergensi AG untuk masalah ini.

Hasil simulasi sistem pada suatu dengan parameter filter dari pencarian

AG yang ditunjukkan pada gambar 6. Hal ini dapat dilihat bahwa sumber arus

setelah kompensasi (isa) mendekati gelombang sinusoida. %THD dari arus ini

sama dengan 0.9885% yang sesuai dengan standar IEEE 519-1992, sementara

sebelum kompensasi % adalah 25.45%. Hasil simulasi dengan metode Ingram dan

Round dapat dilihat pada gambar 7. Dimana, arus setelah kompensasi mendekati

gelombang sinusoida seperti pada gambar 6. Bagaimanapun, %THD untuk

metode ini adalah 1.5019% dimana lebih besar dari metode algoritma genetika

yakni sebesar 0.9885%. Karena, metode AG dapat menghasilkan %THD yang

dibandingkan dengan metode Ingram dan Round. Hasil yang ditunjukkan

menunjukkan bahwa AG dapat menghasilkan desain filter yang lebih baik.

(dikutip dari Karakteristik Filter Aktif dengan Pendekatan Algoritma

Genentika oleh Zainal Abidin)

Aplikasi Filter Aktif P2 – 1 Andi Handoko