Mikrogrid tidak hanya memerlukan manajemen daya, tetapi juga memerlukan analisis data dan penentuan kondisi pasokan dari perspektif keamanan. Analisis daya mikrogrid dapat menjadi acuan untuk menilai kualitas jaringan dan menentukan perencanaan jadwal pemeliharaan. Penelitian mencoba untuk mengembangkan sistem pemantauan mikrogrid. Perangkat keras digunakan untuk mengumpulkan data dari sisi beban dan kemudian mengumpulkannya di server. Pada bagian ini, penentuan kondisi arus dikembangkan untuk memastikan bahwa suatu mikrogrid masih dalam status aman dengan tetap memperhatikan kemungkinan gangguan. Untuk itu, keluaran tegangan induksi Residual Current Device (RCD) akan diproses sebelum benar-benar memicu jaringan mikrogrid baik dari segi efisiensi maupun keamanan.

Gambar 1 Microgrid Monitoring Menggunakan Arus Bocor

Gambar 1 mengilustrasikan Monitoring Microgrid secara tipikal dengan menggunakan Arus Bocor dimana microgrid akan menjalankan fungsinya untuk sistem proteksi dan penyeimbangan beban. Secara umum penyeimbangan beban akan dilakukan dengan menggunakan strategi penjadwalan [29]. Hal ini diperlukan untuk menjaga kelancaran dan keseimbangan beban dalam suatu kerangka jaringan antara sumber energi yang aktif ketika ada cahaya matahari seperti PV Array dan penggunaan beban peralatan medis yang tidak menentu seperti Infant Incubator, mesin X-ray, Patient Monitor, dan MRI Machine pada Gambar 1.

Dengan berbagai pertimbangan seperti kenyamanan pasien sehubungan dengan segala aktivitas medis yang dibutuhkan, beberapa aspek yang dapat diperoleh dari penggunaan microgrid antara lain efisiensi penggunaan energi yang tersedia, penyeimbangan beban yang dinamis, dan minimalisasi biaya energi untuk rumah sakit. Hal ini menjadi kompleks jika dihubungkan dengan fungsi pengendalian microgrid [26] yang meliputi; plug and play ketika mengintegrasikan Distributed Generation (DG) baru ke dalam microgrid, kemampuan menjaga kestabilan grid pada periode transien dengan arus transien, transisi yang lancar dari mode terhubung grid ke mode pulau dengan Inverter pembentuk grid seperti terlihat pada Gambar 1 jika terjadi pemutusan sambungan yang tidak disengaja dari jaringan listrik utama, dan lain-lain.

Metode dan Hasil

Pada simulasi ini kita akan mencoba melihat nilai yang akan diperoleh dari Protective Earth (PE) sebagai IFault. Dengan dua kemungkinan kondisi yang telah dibahas. Pengujian pertama adalah sinyal step sebagai kemungkinan ILeakage yang mengalir terus menerus melalui PE dalam interval waktu yang cukup lama. Nilai arus masuk ini akan diuji oleh masing-masing filter dengan kemungkinan panjang jendelanya. Tergantung pada fungsi filter yang digunakan. Berikut ini adalah simulasi pengujian dengan RMS, MA, atau EMA secara berurutan.

Gambar 2 Perbandingan Respon Filter pada Laju Sampling yang Berbeda untuk Kemungkinan Trip

Untuk perbandingan lebih lanjut, Gambar 2 dapat digunakan untuk melihat aliran keseluruhan untuk setiap waktu pengambilan sampel untuk setiap filter dengan jendela bergerak. Perbandingan nilai-nilai ini dapat digunakan sebagai kemungkinan penggunaan dengan batas laju pengambilan sampel yang dapat dicapai dengan kecepatan IoT. MA menunjukkan jangkauan yang lebih baik dengan waktu pengambilan sampel terakhir hingga 9.667 ms sementara dua lainnya hanya pada 4.655 dan 3.223 ms untuk EMA dan RMS masing-masing. Sementara itu karena batas waktu untuk setiap arus, setiap filter menunjukkan distribusi proporsional dari rentang waktu pengambilan sampel.

Secara keseluruhan, ini menunjukkan bahwa nilai arus yang lebih tinggi akan membutuhkan waktu pengambilan sampel yang lebih pendek. Ketahanan terhadap trip yang tidak diinginkan dapat dicapai yang juga mempertimbangkan kecepatan pengumpulan data yang merupakan salah satu langkah dalam aliran. Algoritma ini secara efektif dapat menjadi solusi untuk mengatasi masalah pengaturan batas RCD konvensional karena algoritma ini secara dinamis dapat membandingkan arus tanah dengan arus sisa.

Penulis: Erwin Sutanto, S.T., M.Sc.  

Informasi detail dari riset ini terdapat pada link: https://ieeexplore.ieee.org/document/10543028

Baca juga: Perilaku Etsa Plasma Oksigen pada Lapisan Karbon seperti Berlian untuk Tekstur Mikro