MODEL MATEMATIKA DAN ANALISIS STABILITAS UNTUK SISTEM KENDALI SMART GRID DENGAN INTEGRASI ENERGI TERBARUKAN DAN STOKASTIK

Abstrak

Integrasi energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin ke dalam smart grid menghadirkan tantangan signifikan akibat sifat pembangkitannya yang stokastik dan tidak kontinu. Penelitian ini bertujuan mengembangkan model matematika serta melakukan analisis stabilitas terhadap sistem kendali smart grid yang mengakomodasi fluktuasi energi terbarukan. Model dirumuskan menggunakan persamaan diferensial biasa nonlinier yang merepresentasikan dinamika pembangkitan, penyimpanan, beban, dan mekanisme umpan balik kendali. Analisis stabilitas dilakukan dengan metode linearisasi di sekitar titik kesetimbangan serta uji nilai eigen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem memiliki dua titik kesetimbangan utama: stabil dan tidak stabil, yang sangat bergantung pada parameter kekuatan kendali dan tingkat penetrasi energi terbarukan. Simulasi numerik memverifikasi bahwa dengan penguatan kendali yang tepat (gain kontrol antara 0,7–1,2), sistem mampu mempertahankan stabilitas frekuensi dan tegangan meskipun menghadapi fluktuasi stokastik hingga 30% dari kapasitas terpasang. Kesimpulannya, model matematika yang dihasilkan mampu memprediksi kondisi batas stabilitas sistem dan menjadi dasar perancangan kendali adaptif untuk smart grid dengan penetrasi energi terbarukan tinggi.