Pemanfaatan program simulasi komputer dalam proses pengajaran sistem tenaga listrik di perguruan tinggi swasta

PEMANFAATAN PROGRAM SIMULASI KOMPUTER DALAM PROSES PENGAJARAN SISTEM TENAGA LISTRIK DI PERGURUAN TINGGI SWASTA. Salah satu kesulitan yang dialami dalam proses pengajaran Sistem Tenaga Listrik (STL) di Perguruan Tinggi Swasta adalah pengadaan peralatan praktikum dan visualisasi teori-teori yang ada. Kedua kesulitan tadi dapat dijembatani dengan memanfaatkan Program Simulasi STL yang tersedia dalam bentuk education version yang bisa diperoleh melalui berbagai situs internet Sistem Tenaga Listrik. Dengan penelaahan terhadap kinerja dan fasilitas program tersebut, yang kemudian dikaitkan dengan materi pengajaran STL akan diperoleh manfaat bebagai program yang ada.

Kata kunci : Pengajaran STL, Program simulasi STL

PENDAHULUAN

Pemakaian program simulasi pada analisa sistem tenaga listrik merupakan suatu keharusan yang tidak bisa dihindari. Hal ini disebabkan karena rumitnya perhitungan dalam analisa sistem tenaga listrik dan mahalnya biaya untuk pengadaan laboratorium analisa sistem tenaga. Bagi program studi kelistrikan, maka program simulasi tersebut sangatlah membantu dalam proses pengajaran analisa sistem tenaga di dalam kelas/laboratorium. Dengan program simulasi tersebut
, diharapkan mahasiwa mampu memodelkan sistem tenaga listrik dan menganalisanya. Fasilitas dalam program simulasi tersebut akan memberikan kontribusi yang sangat besar bagi proses pengajaran analisa sistem tenaga listrik.

Sebuah program simulasi didesain untuk suatu keperluan tertentu sesuai dengan keinginan dari pembuatnya. Oleh karena itu dari berbagai program yang ada perlu dilakukan penelahaan lebih lanjut terhadap kemampuan dan fasilitas yang diberikannya. Pada tulisan ini akan ditelaah pemanfaatan tiga buah program simulasi yaitu power world, pscad dan simsen.

TELAAH UMUM

A. SIMSEN

Simsen merupakan sebuah perangkat lunak bantu ketenagalistrikan yang mampu mensimulasikan secara numerik sistem daya listrik baik pada kondisi transient maupun steady state, yang didasarkan pada contoh jaringan sistem tenaga listrik mulai pembangkitan hingga penggunaannya dalam industri. Program ini muncul pertama kali pada tahun 1992

Pada SIMSEN, pensimulasian jaringan daya atau rangkaian peralatan sudah menggunakan antarmuka grafis (graphic input interface), suatu hal yang ‘harus ada’ pada perangkat lunak saat ini. Fasilitas ini memberi kemudahan bagi pengakses untuk melakukan pembangunan rangkaian, modifikasi rangkaian, maupun memberi kelengkapan bagi obyek simulasi dengan hanya menggunakan prosedur yang sederhana. Hasil simulasi bisa ditampilkan dalam bentuk teks maupun grafis.

B. PSCAD

PSCAD/EMTDC merupakan sebuah program simulasi untuk menganalisis sistem tenaga listrik yang dikeluarkan oleh MANITOBA HVDC RESEARCH CENTERE INC yang berkedudukan di 244 Cree Cresent Winnipeg, Manitoba, Canada R3J 3WI. PSCAD adalah sebuah graphical User interface bagi mesin simulasi EMTDC. Program ini sangat tepat dimanfaatkan untuk perencanaan, operasi, desain, ujicoba, pengajaran dan riset.

C. POWER WORLD

POWER WORLD merupakan sebuah paket program simulasi sistem tenaga listrik yang didesain agar dapat dijalankan dengan mudah dan interaktif. Program ini didesain terutama untuk menganalisis dan mensimulsikan aliran daya pada sistem tenaga listrik. Untuk visualisasi simulasi, pengguna dapat menvisualisasikan sendiri sistem tenaga listrik dengan menggunakan diagram saluran tunggal dengan full-color, full zooming, user friendly dan panning capability. Visualisasi program ini dirancang dengan baik sehingga dengan mudah pemakai akan bisa memahami apa madsudnya.

Untuk keperluan analisa aliran daya, program ini memberikan fasilitas yang lengkap. Pemodifikasian parameter sistem tenaga yang ada (penyisipan komponen, pengurangan komponen, pengubahan data komponen dan sebagainya) dapat dilakukan dengan mudah. Hasil modifikasi ini dapat diamati pengaruhnya secara langsung pada simulasinya

.

BIDANG APLIKASI PROGRAM

Masing-masing program didesain untuk aplikasi tertentu sesuai dengan tujuannya. Berikut ini diuraikan perbedaaan dan persamaan aplikasi dari ketiga program tersebut :

Tabel 1 Bidang aplikasi program

KETERSEDIAAN FASILITAS KOMPONEN PERALATAN

Agar suatu program simulasi bisa menggambarkan kondisi riil sistem, maka sebuah program harus memberikan pemodelan komponen peralatan yang lengkap. Berikut diuraikan perbandingan fasilitas yang diberikan oleh ketiga program tersebut.

Tabel 2 Fasilitas komponen peralatan

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PROGRAM

Setiap program di desain dengan tujuan tertentu, maka setiap program akan memiliki kelebihan dan memiliki kekurangan bila diterapkan pada suatu permasalahan analisa sistem tenaga listrik. Berikut diuraikan kelebihan dan kekurangan masing-masing program tersebut :

Tabel 3 Kelebihan dan kekurangan program

CONTOH SIMULASI

Berikut ini diberikan contoh pemanfaatan program simulasi tersebut di atas untuk kasus penyearah (simsen dan pscad) dan aliran daya sistem tenaga listrik (power world).

A. SIMSEN

Pada tulisan ini diberikan contoh sederhana penggunaan SIMSEN untuk mensimulasikan sistem motor DC yang dicatu oleh sumber 3 fase yang disearahkan dulu oleh dioda 3 fase, seperti ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 1 Motor DC dicatu oleh sumber 3 fase yang disearahkan dengan dioda 3 fase

Dengan menjalankan programnya, maka didapat hasil simulasi sebagai berikut :

Gambar 2 Hasil keluaran bentuk tegangan fungsi waktu motor DC beserta frekuensi harmoniknya

B. POWER WORLD

Pada tulisan ini diberikan contoh sederhana penggunaan POWER WORLD, untuk mensimulasikan sistem tenaga listrik, seperti ditunjukkan gambar berikut :

Gambar 3 Sebuah sistem tenaga listrik yang sederhana

Dengan menjalankan programnya, maka didapat hasil simulasi sebagai berikut :

Gambar 4 Hasil simulasi dari rangkaian pada gambar 3

C. PSCAD

Pada tulisan ini diberikan contoh sederhana penggunaan PSCAD untuk mensimulasikan sebuah penyearah terkendali setengah gelombang , seperti ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 5 (a) Rangkaian penyearah terkendali setengah gelombang dan (b) hasil simulasinya

KESIMPULAN

Dari penelahaan program yang dilakukan di atas, maka dapat diambil kesimpulan bahwa tidak semua permasalahan dalam analisa sistem tenaga dapat dipecahkan oleh sebuah program komputer. Masalah penyearah dapat dipecahkan oleh simsen dan pscad sedangkan aliran daya dapat dipecahkan oleh simsen dan power world. Dengan bantuan program tersebut materi perkuliahan analisa sistem tenaga listrik dan elektronika daya dapat lebih