Micro Grid Digital Twin (MGDT) sebagai Konsep Baru di Bidang Energi dan Informasi secara Real Time

Nama : Marwan Fadhilah

NIM 162112433061

Fakultas/Prodi : FTMM/Teknik Elektro

Era revolusi industry 4.0 sudah mulai menuju era 5.0 diimbangi dengan kemajuan teknologi informasi dan komunikasi yang berkembang dengan sangat pesat. Baru baru ini ditemukan konsep Microgrid Digital Twin (MGDT) merupakan konsep yang menarik bagi para peneliti dan pemerhati akademisi dalam dunia industri di seluruh dunia. mengapa tidak, konsep ini menggunakan model platform simulasi tingkat tinggi yang dinamakan high fidelity dimana terdapat pertukaran data dua arah secara real time. Evolusi dan konvergensi teknologi baru seperti komputasi onboard, pengontrol cepat dan cerdas, analisis big data, machine learning, dan teknologi IoT. Dengan kemajuan ini, aliran data waktu nyata dapat terus dikumpulkan, diproses, dan dianalisis bersama dengan model kualitas tinggi untuk membuat representasi digital dari sistem yang kompleks dan memberikan wawasan yang baik tentang status operasinya saat ini dan di masa depan.

Perkembangan dalam bidang energi terbarukan atau biasa disebut Renewable energy semakin berkembang dengan pesat. Indikasi ini ditandai dengan adanya konvergensi harga teknologi yang mendukung pemanfaatan energi terbarukan dalam konsep smart grid. Salah satunya dalam lingkungan hidup adalah microgrid, dimana microgrid ini mampu dan menyediakan platform untuk mengkombinasikan serta menyatukan berbagai sumber energi seperti energi matahari, angin, dan air agar dapat menghasilkan serta menyimpan energi listrik.

Sementara itu, pada saat ini terjadi juga perkembangan di bidang teknologi informasi seperti IOT (Internet of Thing) dan Big Data Analytics. Perkembangan tersebut merupakan kemajuan dari bidang energi dan informasi tersebut kemudian telah memunculkan konsep “Microgrid Digital Twin” biasa disebut juga MGDT, yang berfungsi untuk memonitoring dan mengontrol sistem microgrid yang telah dirancang sebelumnya secara real time.

Salah Satu Mahasiswa Doktoral Teknik Fisika Institut Teknologi Bandung (ITB) apda Laboratorium Manajemen Energi, Putu Handre Kertha Utama, yang memaparkan materi terkait Micro Digital Twin. Beliau mengatakan bahwa “Microgrid adalah sekelompok sumber dan beban listrik terdesentralisasi yang biasanya beroperasi, terhubung dan sinkron dengan jaringan sinkron area luas tradisional pada prinsipnya, struktur microgrid mirip dengan grid (sistem tenaga) utama/konvensional. Hanya saja ukurannya yang jauh lebih kecil. Namun tidak semua sistem tenaga berskala kecil bisa disebut sebagai microgrid.

Berbagai jenis pembangkit yang digunakan di microgrid di antaranya adalah turbin angin, panel surya, turbin gas mikro, sel bahan bakar, mesin diesel, combined heat power, dan turbin air. Jadi, untuk bisa disebut microgrid, sebuah sistem tenaga berskala kecil harus memenuhi syarat-syarat seperti memiliki batas-batas yang jelas secara elektrik, mampu mengonsolidasi pembangkitan terdistribusi, beban, dan penyimpan energi sebagai sebuah entitas tunggal, dan dapat beroperasi dalam mode islanding, yakni memiliki self-sufficiency untuk menyuplai beban-beban kritis ketika tidak terhubung ke grid utama, atau terhubung ke grid utama,” jelas Putu, Selasa (18/01/2022)

twin-2-62b124ab790169702355bf03.jpg

Kini, lanjutnya, telah mulai dikembangkan inovasi baru dari pengembangan microgrid yaitu Microgrid Digital Twin. Dasarnya, Microgrid Digital Twin dapat mengefisiensi kerja dari berbagai aspek pada Microgrid. Pengembangan Microgrid Digital Twin ini juga melibatkan Internet of Things dan Big Data Analytics. Konsep Digital Twin ini merupakan pengembangan dari cyber physical system. “Sederhananya, Microgrid Digital Twin merupakan representasi dari gabungan entitas fisik dan digital pada suatu sistem,” jelasnya. Beliau juga melanjutkan bahwa saat ini telah dikembangkan inovasi baru dari pengembanga microgrid yaitu Microgrid Digital Twin, dimana dapat mengefisiensi kerja dari berbagai komponen dan alat yang di sematkan pada microgrid. MGDT melibatkan dan disertai dengan Internet of Things dan Big Data Analytics. Secara representasi ini adalah gabungan dari entitas fisik dan digital pada suatu sistem.

twin-3-62b124bebb44863de068eeb6.jpg

Kebutuhan akan Digital Twin di Microgrid muncul karena semakin kompleksnya sistem dan peralatan yang memerlukan pemeriksaan ketat dan perawatan tepat waktu. Khususnya, aset tersebut yang tidak mudah diakses, memerlukan pemantauan jarak jauh secara real-time dan pemeliharaan prediktif. Meningkatnya penetrasi RES ke dalam Microgrid dan munculnya Prosumer (Produsen Konsumen).

Berbagai teknologi yang terlibat pada entitas fisik di antaranya adalah ERP system, MES software, CAD models, aktuator, sensor, edge processing, dan edge security. Sementara pada Digital Twin, terdapat berbagai teknologi seperti integration middleware, BAM software, data ingestion, cognitive engines, dan artificial intelligence. “Akhirnya, meningkatnya ketergantungan infrastruktur penting lainnya seperti perawatan kesehatan, transportasi, telekomunikasi, dan sistem air, pada sistem kelistrikan menuntut pasokan energi yang sangat andal dengan gangguan layanan dan waktu henti yang minimum,” pungkasnya.

twin-4-62b124d3bb44864c8f075072.jpg

Konsep Digital Twin serta karakteristik utamanya ditinjau berdasarkan teknologi utama pendukung untuk dieksplorasi. Kebutuhan MGDT berasal dari kompleksitas sistem dan peralatan kelistrikan, yang membutuhkan suatau pemerikasaan dan perawatan yang serius terhadap waktu. Secara khusus fungsi MGDT dapat menyelesaikan masalah mengenai sistem yang tidak mudah diakses/harus manual, dapat memantau jarak jauh secara real time dan pemeliharaan yang prediktif.

MGDT juga yang memfasilitasi pelacakan dekat selama masa pakainya. Selain itu, informasi yang disimpan dalam format standar dapat dibagikan di antara entitas dan pemangku kepentingan yang berwenang untuk menganalisis permasalahan yang berbeda. MGDT dapat mengintegrasi ekstensif teknologi dengan dinamis untuk meningkatkan kinerja sistem lebih baik lagi dengan cara menyediakan data frekuensi berkualitas tinggi tersistematisasi sehingga akan dipermudah dalam mengelola data. Fungsi lainya untuk mengatasi gangguan layanan dan waktu henti yang minimum dalam menjaga pasokan energi listrik.

Dapat ditarik sebuah kesimpulan bahwa MGDT akan mengurangi biaya operasi lebih efektif dan efisien, dapat meningkatkan kinerja sistem fisik yang mendasarinya, dan meningkatkan keberlanjutan Microgrid (MG). Walaupun sudah banyak jenis penelitian yang dilakukan selama beberapa tahun terakhir ini, MGDT masih dalam tahap perkembangan agar lebih sempurna.

Referensi :

1. Diakses dari youtube: Edi Leksono.(2021,januari 20)Microgrid Digital Twin, BK Teknik Fisika PII.link : https://www.youtube.com/watch?v=0nGg9Z9STMI
2. Najmeh Bazmohammadi, dkk,"Microgrid Digital Twins: Konsep,

Aplikasi, dan Tren Masa Depan",dalamProk.IEEE.Center for Research on Microgrids (CROM),2021 Desember 27.

1. C. Brosinsky, D. Westermann, dan R. Krebs, ''Perkembangan terkini danprospektif di pusat kendali sistem tenaga: Mengadaptasi teknologikembar digital untuk aplikasi di pusat kendali sistem tenaga'', dalamProk. IEEE Int. Konf. Energi (ENERGIKON), Juni 2018, hlm. 1–6