Kestabilan dan keandalan sistem tenaga listrik merupakan aspek krusial dalam mendukung operasional bangunan modern dan infrastruktur cerdas (smart building). Dalam konteks building construction berkelanjutan, penggunaan energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin menjadi bagian penting untuk mengurangi ketergantungan terhadap energi fosil. Namun, integrasi sumber energi terbarukan ke dalam sistem mikrogrid sering kali menghadapi tantangan berupa fluktuasi daya, ketidakseimbangan beban, serta potensi kelebihan arus pada saluran distribusi. Kondisi tersebut dapat menurunkan efisiensi dan mengganggu kontinuitas pasokan listrik, terutama pada sistem bangunan yang memiliki kebutuhan energi dinamis seperti gedung bertingkat, pusat penelitian, dan fasilitas industri.
Untuk menjaga keandalan dan keamanan operasi sistem, diperlukan strategi optimisasi aliran daya yang mampu beradaptasi terhadap kondisi gangguan tanpa mengorbankan efisiensi. Salah satu pendekatan yang efektif adalah Security-Constrained Optimal Power Flow (SCOPF) yang dikombinasikan dengan Line Outage Distribution Factor (LODF). Metode ini memungkinkan sistem tetap beroperasi secara optimal meskipun terjadi pemadaman saluran atau kontingensi. Penelitian ini mengkaji penerapan metode SCOPF-LODF dalam sistem mikrogrid berbasis energi terbarukan untuk mendukung desain bangunan berenergi cerdas yang efisien, aman, dan berkelanjutan.
Penelitian ini menggunakan metode SCOPF-LODF pada sistem uji IEEE 30 bus, yang merepresentasikan konfigurasi jaringan tenaga listrik dengan 14 pembangkit dan total beban sebesar 8669 MW. Model ini dikembangkan untuk mengevaluasi performa sistem ketika terjadi gangguan saluran transmisi. Dengan menggunakan DC Optimal Power Flow berbasis quadratic programming, proses optimisasi dapat dilakukan dengan cepat dan akurat. Faktor LODF dimanfaatkan untuk menghitung redistribusi daya secara efisien tanpa perlu melakukan komputasi ulang seluruh sistem. Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode SCOPF-LODF mampu menjaga kestabilan sistem saat terjadi kontingensi pada saluran 1, 22, dan 35. Aliran daya yang semula melebihi batas kapasitas dapat dikoreksi hingga kembali dalam kondisi aman. Selain itu, metode ini juga menurunkan biaya pembangkitan dari $47.738 menjadi $47.614 serta mengurangi kehilangan daya sebesar 0,278 MW. Temuan ini menunjukkan potensi besar penerapan metode SCOPF-LODF tidak hanya untuk sistem tenaga berskala besar, tetapi juga untuk pembangunan infrastruktur gedung cerdas (smart building infrastructure). Dengan integrasi mikrogrid terbarukan, gedung-gedung modern dapat mencapai efisiensi energi yang lebih tinggi, mendukung green construction, serta memiliki sistem tenaga yang adaptif terhadap gangguan.
Dari hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa penerapan metode SCOPF-LODF efektif dalam meningkatkan stabilitas, efisiensi, dan keamanan sistem mikrogrid berbasis energi terbarukan. Integrasi metode ini dengan arsitektur bangunan modern memungkinkan terciptanya building construction yang berdaya adaptif terhadap perubahan beban dan kondisi sistem. Selain memberikan manfaat ekonomi melalui pengurangan biaya pembangkitan dan kehilangan daya, pendekatan ini juga mendukung tercapainya tujuan pembangunan berkelanjutan (SDGs) melalui efisiensi energi dan pengurangan emisi karbon. Ke depan, model SCOPF-LODF berpotensi dikembangkan menuju implementasi real-time dalam manajemen energi bangunan dengan dukungan komputasi awan, edge computing, serta kecerdasan buatan (AI) untuk prediksi dan mitigasi gangguan. Pendekatan ini diharapkan dapat memperkuat konsep smart energy building, yang menjadi fondasi penting dalam pengembangan ekosistem konstruksi berkelanjutan dan kota cerdas di masa depan.
Penulis: Dr. Rezi Delfianti
Detail tulisan ini dapat dilihat di: https://scholar.unair.ac.id/en/publications/security-constrained-optimal-power-flow-in-renewable-energy-based/
