Pemanfaatan SFCL tipe Bridge untuk Meningkatkan Stabilitas Transien Microgrid dan Economic Feasibility

Abstract

Pembangkit energi terbarukan (renewable energy, RE) saat ini banyak digunakan oleh masyarakat sebagai upaya untuk mengurangi emisi. Untuk itu, dikembangkan sistem microgrid bersumber pada RE yang berdampingan dengan energi konvensional. Akan tetapi, sistem energi listrik tersebut cenderung mengalami gangguan transien seperti hubung singkat, beban bertambah, dan turunnya keluaran generator. Gangguan tersebut dapat menyebabkan turunnya tegangan dan tidak stabilnya frekuensi, sehingga diperlukan upaya untuk mempertahankan stabilitas sistem dengan menggunakan superconducting fault current limiter (SFCL). Pemilihan SFCL didasari oleh kemampuannya membatasi arus gangguan serta kecepatannya dalam memberikan perlindungan selama terjadinya gangguan transien. Model SFCL yang digunakan adalah SFCL tipe bridge dengan komponen utamanya adalah dua induktor. Pada model ini, dalam kondisi normal, arus mengalir melalui dua induktor. Ketika terjadi gangguan (fault), arus akan mengalir melalui satu induktor. Penelitian ini dilakukan dalam skenario terjadi gangguan. Pada saat kondisi terjadi gangguan, nilai tegangan tanpa SFCL tipe bridge adalah 2,5 V. Ketika SFCL tipe bridge digunakan, nilai tegangannya sebesar 207 V. Nilai arus terukur pada kondisi tanpa SFCL tipe bridge adalah 30 kA dan ketika menggunakan SFCL tipe bridge adalah 1,1 kA. Nilai frekuensi pada kondisi tanpa SFCL tipe bridge adalah 49,7 Hz hingga 50,2 Hz dan ketika menggunakan SFCL tipe bridge adalah 49,9 Hz sampai 50,1 Hz. Penelitian ini juga menambahkan perhitungan economic feasibility untuk mengetahui kelayakan sistem microgrid saat menggunakan SFCL tipe bridge. Perhitungannya terdiri atas empat bagian, yaitu net present value (NPV), profitability index (PI), discounted payback period (DPP), dan internal rate of return (IRR). Economic feasibility yang diperoleh yaitu nilai NPV sebesar US$6.865.405, nilai PI sebesar 2,4, nilai DPP selama empat tahun, dan nilai IRR sebesar 28,59%. Nilai yang diperoleh dibandingkan dengan standar kelayakan dan disimpulkan bahwa microgrid dengan adanya SFCL dapat dikatakan layak.