PERANCANGAN DAN SIMULASI ENERGY MANAGEMENT SYSTEM (EMS) BERBASIS LOGIKA FUZZY UNTUK OPTIMASI BIAYA OPERASI PADA MICROGRID HIBRIDA (PLTS-PLTB-BATERAI)

Abstrak

Peningkatan pemanfaatan energi terbarukan (EBT) seperti Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) menghadapi tantangan besar akibat sifat produksinya yang intermiten. Sistem microgrid hibrida yang mengintegrasikan EBT dengan Battery Energy Storage System (BESS) menawarkan solusi, namun memerlukan Energy Management System (EMS) yang cerdas untuk mengoptimalkan biaya operasi. Penelitian ini mengusulkan perancangan EMS berbasis Fuzzy Logic Controller (FLC) untuk mengelola aliran daya pada microgrid hibrida (PLTS-PLTB-Baterai) yang terhubung ke jaringan PLN. Tujuan utamanya adalah meminimalkan biaya pembelian listrik dari PLN dengan memprioritaskan penggunaan sumber energi mandiri. Metode penelitian melibatkan simulasi sistem selama 24 jam menggunakan perangkat lunak MATLAB/Simulink. Kontroler Logika Fuzzy dirancang dengan dua masukan, yaitu daya net (Daya_Net) dan status baterai (SoC), untuk menentukan keputusan pengisian/pelepasan baterai dan saklar koneksi PLN. Hasil simulasi menunjukkan bahwa EMS berbasis Logika Fuzzy yang diusulkan berhasil mengoptimalkan aliran daya secara efektif dengan melakukan peak shifting menggunakan baterai. Dibandingkan dengan skenario kontrol konvensional yang membutuhkan suplai PLN segera setelah EBT surut, sistem yang diusulkan mampu beroperasi secara mandiri (off-grid) selama 83% dari waktu operasi harian dan mengurangi durasi ketergantungan terhadap listrik PLN sebesar 79%. Hal ini membuktikan bahwa EMS berbasis Logika Fuzzy adalah strategi yang efektif untuk meningkatkan efisiensi energi dan viabilitas ekonomi sistem microgrid hibrida.

The increasing utilization of renewable energy sources (RES), such as Photovoltaic (PV) and Wind Turbine (WT) systems, faces significant challenges due to their intermittent nature. Hybrid microgrid systems integrating RES with Battery Energy Storage Systems (BESS) offer a solution but require an intelligent Energy Management System (EMS) to optimize operational costs. This study proposes the design of a Fuzzy Logic Controller (FLC)-based EMS to manage power flow in a hybrid microgrid (PV-Wind-Battery) connected to the utility grid (PLN). The primary objective is to minimize electricity purchase costs from the grid by prioritizing self-generated energy. The research method involves a 24-hour system simulation using MATLAB/Simulink software. The Fuzzy Logic Controller is designed with two inputs, net power (Daya_Net) and battery State of Charge (SoC), to determine battery charging/discharging modes and grid connection decisions. Simulation results demonstrate that the proposed Fuzzy-based EMS successfully optimizes power flow through effective peak shifting using the battery. Compared to a conventional control scenario requiring immediate grid supply when RES output drops, the proposed system is able to operate independently (off-grid) for 83% of the daily operation time, reducing the duration of grid dependency by 79%. This proves that the Fuzzy Logic-based EMS is an effective strategy for enhancing energy efficiency and the economic viability of hybrid microgrid systems.