Seiring meningkatnya adopsi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di sektor industri, komersial, maupun utilitas, inverter tidak lagi dipandang hanya sebagai perangkat konversi energi DC ke AC. Saat ini, inverter telah menjadi bagian integral dari sistem tenaga yang berperan dalam menjaga stabilitas jaringan listrik.
Pada masa awal implementasi PLTS, inverter umumnya dirancang untuk segera terlepas (trip) dari jaringan ketika terjadi gangguan tegangan atau frekuensi. Pendekatan tersebut dianggap aman untuk melindungi peralatan. Namun, seiring meningkatnya penetrasi energi terbarukan, perilaku ini justru dapat memperburuk kondisi sistem tenaga. Jika ribuan inverter secara bersamaan terlepas akibat gangguan sesaat, kapasitas pembangkit yang hilang dapat menyebabkan ketidakstabilan jaringan yang lebih luas.
Oleh karena itu, berbagai standar dan grid code modern mengharuskan inverter memiliki kemampuan Fault Ride-Through (FRT), yaitu kemampuan untuk tetap terhubung dan beroperasi selama gangguan tertentu masih berada dalam batas yang diperbolehkan. Kemampuan ini menjadi salah satu parameter penting dalam menilai keandalan sistem PV modern.
Bagi engineer yang bertanggung jawab terhadap keandalan sistem kelistrikan, verifikasi kemampuan FRT tidak cukup dilakukan dengan melihat apakah inverter tetap menyala setelah gangguan terjadi. Dibutuhkan data kualitas daya yang akurat untuk mengetahui besarnya penurunan tegangan, durasi gangguan, serta respons sistem terhadap kejadian tersebut.
Apa Itu Fault Ride-Through (FRT) ?
Fault Ride-Through (FRT) adalah kemampuan suatu peralatan atau pembangkit untuk tetap terhubung ke jaringan listrik selama terjadi gangguan tertentu tanpa mengalami trip.
Dalam sistem PV, FRT umumnya dibagi menjadi dua kategori:
- Low Voltage Ride-Through (LVRT)
LVRT merupakan kemampuan inverter untuk tetap beroperasi saat terjadi penurunan tegangan (voltage sag) dalam durasi tertentu. Sebagai contoh, ketika terjadi hubung singkat pada feeder distribusi, tegangan pada titik interkoneksi dapat turun secara signifikan selama beberapa siklus hingga beberapa ratus milidetik. Jika inverter langsung terlepas dari jaringan, kapasitas pembangkit akan berkurang dan dapat memperparah kondisi sistem.
- High Voltage Ride-Through (HVRT)
HVRT adalah kemampuan inverter untuk tetap beroperasi ketika terjadi kenaikan tegangan (voltage swell) yang masih berada dalam batas toleransi sistem.
Pada sistem tenaga modern yang semakin didominasi oleh inverter-based resources (IBR), kemampuan FRT menjadi salah satu faktor utama dalam menjaga kestabilan jaringan. Selain mempertahankan kontinuitas pembangkitan, inverter yang memiliki kemampuan FRT juga dapat membantu mendukung tegangan sistem melalui pengaturan daya reaktif selama kondisi gangguan berlangsung.
Hubungan FRT Dengan Power Quality
Fault Ride-Through pada dasarnya merupakan respons peralatan terhadap gangguan kualitas daya (power quality disturbance). Oleh karena itu, pemahaman terhadap parameter power quality menjadi sangat penting dalam proses evaluasi FRT.
Voltage Sag
Voltage sag adalah penurunan tegangan RMS hingga 10%–90% dari nilai nominal dengan durasi antara setengah siklus hingga satu menit.
Fenomena ini merupakan penyebab paling umum yang memicu pengujian FRT pada inverter PV. Gangguan hubung singkat, starting motor berkapasitas besar, maupun gangguan jaringan utilitas dapat menyebabkan voltage sag.
Voltage Swell
Voltage swell terjadi ketika tegangan meningkat di atas nilai nominal dalam periode tertentu. Kondisi ini dapat muncul akibat pelepasan beban besar atau perubahan konfigurasi sistem distribusi.
Interruption
Gangguan berupa hilangnya tegangan secara total atau hampir total sering kali menjadi batas operasional yang menentukan apakah inverter harus tetap online atau diperbolehkan melakukan trip.
Frekuensi
Selain tegangan, variasi frekuensi juga menjadi parameter penting dalam evaluasi FRT. Perubahan frekuensi yang berada di luar batas operasi inverter dapat menyebabkan pelepasan dari jaringan.
Seluruh parameter tersebut dapat direkam menggunakan Power Quality Analyzer HIioki PQ3100 secara simultan sehingga engineer dapat melihat hubungan antara kejadian gangguan dan respons sistem PV dalam satu timeline pengukuran.
Mengapa Harus Memverifikasi FRT ?
1. Mengurangi Trip yang Tidak Diperlukan
Inverter yang terlalu sensitif terhadap gangguan tegangan sesaat dapat mengalami trip berulang meskipun kondisi sistem sebenarnya masih berada dalam batas yang diperbolehkan.
2. Menjaga Kontinuitas Produksi Energi
Setiap kali inverter mengalami trip, energi yang seharusnya dapat diproduksi menjadi hilang. Pada instalasi PLTS skala besar, kerugian energi ini dapat berdampak signifikan terhadap performa investasi.
3. Meningkatkan Keandalan Sistem Kelistrikan
FRT membantu memastikan bahwa sistem PV tetap memberikan kontribusi daya selama terjadi gangguan sesaat sehingga tidak memperburuk kondisi jaringan.
4. Mempermudah Root Cause Analysis
Data event yang terekam memungkinkan engineer mengetahui apakah trip disebabkan oleh gangguan jaringan, setting proteksi yang terlalu sensitif, atau masalah internal inverter.
Verifikasi FRT Menggunakan Power Quality Analyzer HIioki PQ3100
Power Quality Analyzer HIioki PQ3100 dirancang untuk pengukuran power quality sesuai IEC 61000-4-30 Class S dan mampu merekam berbagai parameter secara simultan pada satu sumbu waktu. Instrumen ini dapat menangkap voltage sag, swell, interruption, fluktuasi frekuensi, harmonik, hingga waveform gangguan.
| Akurasi | ±0,2% (Tegangan, Arus) |
| Kelas Akurasi | Kelas S (IEC 61000-4-30) |
| Rentang Tegangan | 0 – 1000 V |
| Rentang Arus | 500 mA – 5000 A |
| Rentang Daya | 0 – 5 MW |
| Frekuensi | 50/60 Hz |
| Interval Recording | 200 ms to 1 Hour |
| Penyimpanan | SD Card 2 GB / 8 GB |
| Detail Event Pengukuran | Transient Voltage, Interruptions, Harmonics, High Order Harmonics, Voltage Swell, Voltage Dip, Frequency Fluctuations, Inrush Current, Unbalance, Flicker |
Fault Ride-Through merupakan salah satu kemampuan paling penting pada sistem PV modern. Kemampuan ini memungkinkan inverter tetap terhubung selama gangguan tegangan atau frekuensi yang masih berada dalam batas yang diperbolehkan, sehingga membantu menjaga stabilitas sistem tenaga dan kontinuitas pembangkitan.
Bagi engineer yang bertanggung jawab terhadap keandalan aset kelistrikan, verifikasi FRT tidak cukup dilakukan melalui observasi operasional semata. Diperlukan data power quality yang akurat untuk mengetahui karakteristik gangguan serta respons sistem secara objektif.
Melalui kemampuan perekaman voltage sag, swell, interruption, frekuensi, harmonik, dan waveform event secara simultan, Power Quality Analyzer HIioki PQ3100 dapat menjadi alat yang efektif untuk melakukan evaluasi FRT pada sistem PV. Selain membantu proses troubleshooting, data yang diperoleh juga dapat digunakan sebagai dasar pengambilan keputusan dalam peningkatan keandalan aset, optimasi setting proteksi, dan pengembangan program predictive maintenance berbasis power quality.
Author: Muhamad Nurhuda Din Nulloh
References :
- HIOKI. Power Quality Analyzer PQ3100 Product Information. Available at: HIOKI PQ3100 Official Product Page
- HIOKI. Verify Fault Ride-Through (FRT) Capabilities in Equipment and PV Systems. Available at: HIOKI Application Note Library
- International Electrotechnical Commission. IEC 61000-4-30: Testing and Measurement Techniques – Power Quality Measurement Methods.
- Li, Y., Wu, H., Wang, X. (2025). A Protection-Interoperable Fault Ride-Through Control for Grid-Forming Inverters. Available at: Research Paper (arXiv)
- Nauck, C., Büttner, A., Liemann, S., et al. (2024). Predicting Fault-Ride-Through Probability of Inverter-Dominated Power Grids using Machine Learning. Available at: Research Paper (arXiv)
- NERC. Inverter-Based Resource Performance and Fault Ride-Through Requirements.
- IEC 61727. Photovoltaic (PV) Systems – Characteristics of the Utility Interface.
- IEC 62116. Utility-Interconnected Photovoltaic Inverters – Test Procedure of Islanding Prevention Measures.
