## Strategi Peningkatan Kinerja DC Microgrid dengan Konfigurasi DC/AC Coupling
Adhi Kusmantoro 1 , Ardyono Priyadi 2
1 Program Studi Teknik Elektro Universitas PGRI Semarang, Semarang, 50232 INDONESIA (tel.: 024-831 6377; fax: 024-8448217, email: adhikusmantoro@upgris.ac.id)
2 Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika Cerdas Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 60117 INDONESIA (Tel.: 031-5947274; fax: 031- 5923465; email: 2 priyadi@ee.its.ac.id) [Diterima: 11 April 2023, Revisi: 26 Juni 2023] Corresponding Author : Adhi Kusmantoro
INTISARI — DC microgrid menjadi solusi yang baik untuk meningkatkan permintaan beban listrik dan merupakan cara yang efektif  untuk  memanfaatkan  sumber  energi  terbarukan  ke  dalam  sistem  pembangkit  terdistribusi.  Energi  matahari mempunyai  sifat  terputus-putus  ketika  digunakan  dalam DC  microgrid .  Dalam  penelitian  sebelumnya,  untuk  mengatasi fluktuasi daya keluaran photovoltaic (PV) array , baterai digunakan sebagai cadangan energi. Namun, penggunaan banyak baterai membutuhkan biaya yang besar. Penelitian ini bertujuan untuk mengurangi fluktuasi daya pada DC bus ketika sumber DC microgrid dari PV array dan baterai terputus. Penelitian dilakukan menggunakan simulasi MATLAB, dengan merancang konfigurasi  campuran  ( hybrid ) DC/AC coupling .  Pada  konfigurasi  ini,  digunakan  dua PV  array sebagai  sumber,  dua multibaterai, dan jaringan utilitas. Pengaturan DC microgrid dilakukan secara terpisah oleh masing-masing konverter dengan mengirim sinyal referensi ke kontrol konverter. Pada kondisi pertama, beban DC dan beban AC disuplai dari PV array , pada kondisi  kedua,  beban  disuplai  dari  baterai,  sedangkan  pada  kondisi  ketiga,  beban  disuplai  dari  jaringan  utilitas.  Hasil penelitian memperlihatkan bahwa ketika sumber PV array digunakan, tegangan DC bus tetap stabil 48 V, walaupun terjadi lonjakan pada pukul 08.00 dan pukul 15.00. Demikian juga ketika digunakan sumber baterai dan jaringan utilitas, tegangan DC  bus dipertahankan  pada  level  48  V.  Dalam  penelitian  ini,  dengan  tiga  kondisi  atau  mode, DC  microgrid mampu menyuplai beban tanpa terputus. Oleh karena itu, konfigurasi  campuran DC microgrid mampu menyediakan daya listrik secara terus menerus.
KATA KUNCI — Microgrid , Baterai, PV, Konverter, MPPT.

## I. PENDAHULUAN
Meningkatnya  jumlah  penduduk  dan  perkembangan teknologi  menyebabkan  kebutuhan  sumber  listrik  meningkat secara  signifikan,  sedangkan  pembangkit  listrik  besar menggunakan  bahan  bakar  fosil  yang  makin  lama  makin menipis.  Indonesia  merupakan  negara  yang  mempunyai sumber energi terbarukan melimpah, khususnya potensi energi matahari sebagai sumber microgrid . DC microgrid mempunyai banyak  kelebihan  dibandingkan  dengan AC  microgrid , sehingga banyak mendapat perhatian untuk dikembangkan [1].
Microgrid beroperasi  dengan  mengintegrasikan  banyak sumber energi baru terbarukan, contohnya energi surya, angin, dan  biodiesel.  Integrasi  sumber  energi  terbarukan  dalam microgrid ini akan terus meningkat setiap tahunnya, sehingga memengaruhi ketersediaan sumber listrik. Di masa mendatang, seluruh sumber listrik diperoleh dari energi terbarukan [2], [3]. DC microgrid dapat beroperasi secara mandiri tanpa terhubung dengan  jaringan  utilitas.  Metode  ini  banyak  digunakan  untuk daerah  yang  tidak  terjangkau  jaringan  utilitas.  Akan  tetapi, diperlukan  strategi  kontrol  optimal  pada  konverter  DC-DC untuk meningkatkan kinerja DC microgrid . Hal ini disebabkan oleh banyaknya konverter dalam DC microgrid yang terhubung secara paralel untuk menyuplai beban [4].
Walaupun  tersedia  banyak  energi  terbarukan,  energi matahari dan energi angin adalah energi yang sering digunakan sebagai sumber microgrid . Namun, energi tersebut mempunyai sifat intermiten, sehingga diperlukan sistem penyimpan energi yang  sesuai  kapasitas  beban  [5].  Dalam  pemanfaatan  energi matahari sebagai sumber listrik, digunakan photovoltaic (PV). Ada banyak faktor yang berpengaruh terhadap penggunaan PV agar  diperoleh  daya  keluaran  maksimum,  di  antaranya  posisi PV terhadap matahari dan suhu lingkungan. Salah satu metode untuk meningkatkan  keluaran  PV  adalah  mengatur  posisi  PV
secara  tepat  terhadap  matahari  menggunakan solar  tracker . Dengan solar  tracker ,  posisi  PV  dapat  disesuaikan  terhadap matahari, sehingga intensitas iradiasi matahari akan mencapai titik geometris [6], [7]. Solar tracker akan mengatur pelacakan pada  titik  daya  maksimum,  sesuai  dengan  kurva  PV  yang digunakan. Dengan metode ini, efisiensi PV akan meningkat. Kelemahan metode ini terletak pada kualitas dan kemampuan sensor  dalam  mendeteksi  matahari  secara  akurat  serta ketersediaan energi pada motor penggerak PV. Metode ini juga hanya sesuai digunakan ketika cuaca cerah [8].
DC  microgrid menggunakan  konverter  DC-DC  untuk mengatur aliran energi dari sumber energi terbarukan ke beban dan penyimpan energi. Biasanya DC microgrid menggunakan konverter  dengan  masukan  tunggal  ( single  input ).  Untuk meningkatkan kinerja DC microgrid , dapat digunakan banyak masukan  konverter  dengan  kontrol  terpusat  [9].  Ketika microgrid menggunakan  PV  tanpa  penyimpan  energi, walaupun  digunakan solar  tracker agar  dihasilkan  daya keluaran  maksimum,  suplai  energi  ke  beban  akan  terputus. Oleh  karena  itu,  sangat  diperlukan  penyimpan  energi  untuk suplai  beban  pada  malam  hari  atau  ketika  PV  tidak menghasilkan  energi  yang  cukup.  Baterai  dapat  digunakan untuk menyimpan energi PV. Baterai menggunakan konverter DC-DC bidirectional untuk  proses  pengisian  ( charging )  dan pengosongan  ( discharging ).  Kelemahan  metode  ini  adalah dibutuhkannya baterai yang besar, yang harganya masih mahal [10]. Untuk meningkatkan efisiensi penyaluran daya ke beban, digunakan  metode  linierisasi  pada  konverter  DC-DC. Pemodelan  linierisasi  dilakukan  pada  konverter  yang terhubung dengan PV. Dengan metode ini, terjadi peningkatan daya  keluaran  ke  beban.  Metode  ini  digunakan  pada boost converter [11]-[13].
Metode  lainnya  dilakukan  dengan  mendesain  konverter DC-DC interleaved empat  fase,  dengan  kombinasi  konverter single  ended  primary  converter (SEPIC)-Cuk.  Desain konverter  dilakukan  untuk single  input multi - output (SIMO). Dengan  penggabungan  konverter,  diperoleh  peningkatan tegangan yang sesuai ke DC bus . Metode konverter interleaved dapat  meningkatkan  kinerja DC  microgrid ,  yaitu  respons sistem menjadi lebih baik dan efisiensi meningkat. Kelemahan sistem yang digunakan adalah kerugian daya yang lebih besar karena lebih banyak menggunakan konverter [14], [15]. Untuk meningkatkan  efisiensi  konverter  DC-DC,  digunakan  banyak masukan  konverter  Cuk  dengan  pengaturan soft  switching . Metode  ini  meningkatkan  stabilitas  tegangan DC  bus .  Ketika salah  satu  tegangan  keluaran  energi  terbarukan  rendah, konverter  akan  menaikkan  tegangan,  sehingga  tegangan keluarannya  sama  dengan  tegangan  keluaran  sumber  energi terbarukan  lainnya.  Metode  konverter  Cuk  dengan soft switching menghasilkan  kinerja  yang  lebih  bak  jika dibandingkan dengan konverter Cuk konvensional. Konverter ini mampu mengirim daya ke DC bus secara optimal. Namun, metode  ini  membutuhkan  desain  konverter  dan  pengaturan yang lebih kompleks [16]-[19].
Penelitian  sebelumnya  banyak  yang  berfokus pada  desain konverter  dan  konfigurasi DC  microgrid yang  sudah  banyak digunakan.  Dalam  makalah  ini,  dirancang DC  microgrid dengan  konfigurasi  campuran  ( hybrid ) DC/AC coupling . DC microgrid yang diusulkan terdiri  atas dua PV array serta dua multibaterai  yang  dapat  terhubung  dan  terputus  dari  jaringan utilitas.  Pada  desain  ini,  digunakan  modul  PV  100  Wp  dan modul baterai 200 Ah. Skema yang diusulkan bertujuan untuk mengurangi  fluktuasi  daya  pada DC  bus ketika  sumber microgrid dari PV array dan baterai terputus.

## II. PV ARRAY
Dalam  studi  ini,  digunakan  dua PV  array dan  masing- masing PV  array tersusun  atas  modul  PV  serta  terhubung secara  seri  dan  paralel.  Kapasitas  masing-masing  modul  PV yang digunakan sebesar 100 Wp dan masing-masing PV array tersusun atas 14 modul PV. Sebuah modul PV terdiri  atas sel PV  yang  dapat  dimodelkan  dengan  sebuah  diode  yang terhubung  paralel  dengan  sumber  arus,  seperti  ditunjukkan pada  Gambar  1.  Dalam  model  tersebut,  digunakan  dua  diode yang  dapat  menunjukkan  kinerja  modul  PV  pada  tingkat intensitas iradiasi yang rendah [20]-[22].
Dalam model PV ini terdapat  resistansi shunt (𝑅 𝑠ℎ ) yang dihubungkan  secara  paralel.  Sebuah  sel  PV  digambarkan sebagai sumber arus karena sel PV merupakan komponen tidak linier.  Dalam  model  PV,  nilai 𝑅 𝑠ℎ biasanya  sangat  besar  dan nilai  resistansi  seri (𝑅 𝑠 ) sangat  kecil  untuk  mengurangi turunnya  tegangan  keluaran  [23],  [24].  Arus  yang  mengalir melalui 𝑅 𝑠ℎ dapat dinyatakan menggunakan (1).
𝐼 𝑠ℎ = 𝑉+𝑅𝑠𝐼 𝑅𝑠ℎ (1)
sedangkan  persamaan  arus  diode  pada  model  PV  dinyatakan dalam (20.
𝐼 𝐷 = 𝐼 0 {exp⁡ ( 𝑉+𝐼𝑅𝑠 𝑛𝑁𝑠𝑉𝑡 ) − 1} . (2)
Dengan menggunakan persamaan Kirchoff arus, persamaan arus keluaran model PV dinyatakan sebagai berikut [25], [26].
𝐼 = 𝐼 𝑝𝑣 − 𝐼 𝐷1 − 𝐼 𝐷2 − 𝐼 𝑠ℎ (3) 𝐼 = 𝐼 𝑝𝑣 − 𝐼 𝐷1 − 𝐼 𝐷2 − { 𝑉+𝑅𝑠𝐼 𝑅𝑠ℎ } . (4)

## III. STRUKTUR DC MICROGRID
Skema peningkatan kinerja DC microgrid yang diusulkan ditunjukkan  pada  Gambar  2. DC  microgrid yang  diusulkan merupakan konfigurasi campuran antara DC coupling dan AC coupling .  Dalam  konfigurasi DC  coupling ,  keluaran  PV disimpan pada baterai, lalu baterai yang menyuplai ke beban. Sementara  itu,  pada  konfigurasi AC  coupling ,  keluaran  PV terhubung  ke  beban.  Jika  terjadi  kelebihan  energi  pada  PV, energi  disimpan  pada  baterai.  Masing-masing  konfigurasi mempunyai  kelebihan  dan  kelemahan,  sehingga  untuk meningkatkan  suplai  daya  ke  beban  digunakan  konfigurasi campuran.
Konfigurasi DC microgrid yang diusulkan terdiri atas dua PV  array ,  baterai,  konverter  DC-DC,  konverter  DC-AC,  dan beban. PV  array terhubung  ke  konverter  DC-DC  dengan algoritma maximum  power  point  tracking (MPPT),  yang berfungsi  untuk  mengekstraksi  daya  keluaran  PV  pada  titik maksimum. Konverter DC-DC yang terhubung dengan baterai merupakan  konverter bidirectional ,  yang  berfungsi  untuk proses  pengisian  dan  pengosongan  baterai. DC  microgrid terhubung ke jaringan utilitas melalui konverter DC-AC. Pada saat sumber microgrid terputus akibat perubahan cuaca untuk waktu  yang  lama  dan  energi baterai  habis,  konverter  DC-AC akan bekerja sebagai penyearah. Filter LC  dihubungkan pada keluaran konverter DC-AC untuk mengurangi harmonik akibat proses switching pada konverter.
DC  microgrid dalam  konfigurasi  baru  beroperasi  secara otonom  dalam  menyuplai  daya  ke  beban.  Metode  yang diusulkan dapat memenuhi permintaan beban, tergantung pada cuaca  atau  potensi  intensitas  iradiasi  matahari.  Berdasarkan Gambar 2, hubungan arus sumber dan beban dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.
𝑖 𝑃𝑉𝐴𝐴 + 𝑖 𝑃𝑉𝐴𝐵 + 𝑖 𝐵1 + 𝑖 𝐵2 + 𝑖 𝐷𝐶𝐺 + 𝑖 𝐷𝐶𝐵 = 0 (5)
dengan 𝑖 𝑃𝑉𝐴𝐴 adalah  arus PV  array A (PVAA), 𝑖 𝑃𝑉𝐴𝐵 adalah arus PV array B (PVAB), 𝑖 𝐵1 adalah arus baterai 1, 𝑖 𝐵2 adalah arus baterai 2, 𝑖 𝐷𝐶𝐺 adalah arus DC pada sisi jaringan utilitas, dan 𝑖 𝐷𝐶𝐵 adalah arus beban DC. Daya keluarannya dinyatakan dengan (6).
𝑃 𝑃𝑉𝐴𝐴 + 𝑃 𝑃𝑉𝐴𝐵 + 𝑃 𝐵1 + 𝑃 𝐵2 + 𝑃 𝐷𝐶𝐺 + 𝑃 𝐷𝐶𝐵 = 0 (6)
dengan 𝑃 𝑃𝑉𝐴𝐴 adalah daya PV array A, 𝑃 𝑃𝑉𝐴𝐵 adalah daya PV array B, 𝑃 𝐵1 adalah daya baterai 1, 𝑃 𝐵2 adalah daya baterai 2, 𝑃 𝐷𝐶𝐺 adalah daya jaringan utilitas, dan 𝑃 𝐷𝐶𝐵 adalah daya beban. Tanda negatif dan positif dalam persamaan menyatakan proses pengambilan dari microgrid atau suplai ke dalam microgrid .

## IV. PENGATURAN DC MICROGRID
Skema pengaturan berperan penting dalam mengatur aliran energi pada DC microgrid . Hal ini dilakukan dengan mengatur semua  sumber  dan  beban  yang  terhubung  ke DC  bus .
Gambar 1. Model PV dengan 𝑅 𝑠 dan 𝑅 𝑠ℎ .
Pengaturan DC  microgrid dilakukan  secara  terpisah  oleh masing-masing konverter dengan mengirim sinyal referensi ke kontrol konverter. PV beroperasi dengan mode MPPT dengan sinyal referensi tegangan DC bus untuk memberikan sinyal ke voltage  controller (VC),  lalu  keluaran  VC  akan  mengatur pembangkit pulse  width  modulation (PWM)  ke  konverter. Ketika cuaca mendung atau pada malam hari, kontrol PV akan berhenti bekerja dan PV tidak memberikan energi ke DC bus . Pada  baterai  dilakukan  pengaturan  secara  bergantian  antara baterai  1  dan  baterai  2.  Dalam  pengaturan  baterai  ini, digunakan  sensor  tegangan  untuk  mengetahui  stabilitas tegangan DC  bus .  Sensor  ini  memberikan  sinyal  ke battery controller (BC) melalui low pass filter (LPF) dalam mengatur kinerja  baterai.  BC  akan  mengatur  pelepasan  energi  baterai dengan  membandingkan  tegangan  baterai  1  dan  baterai  2. Ketika tegangan baterai 1 lebih besar, baterai 1 akan bekerja. Sementara  itu, current  controller (CC)  mengatur  pembangkit PWM  sebagai  sinyal  konverter.  Konverter  DC-AC  bekerja secara bidirectional .  Ketika  sumber  PV  dan  baterai  mampu menyuplai  beban,  konverter  DC-AC  bekerja  sebagai inverter dan langsung terhubung dengan beban AC. Pada keadaan ini,
sakelar/pemutus  tenaga,  yaitu circuit  breaker (CB),  pada jaringan  utilitas  dalam  kondisi  terbuka. Inverter yang digunakan bekerja dengan algoritma phase locked loop (PLL). Pada saat sumber PV dan baterai terputus, CB akan tertutup dan konverter  DC-AC  akan  bekerja  sebagai  penyearah.  Dalam keadaan ini, konverter DC-AC akan menyuplai sumber DC ke dalam DC bus . Demikian seterusnya sehingga suplai energi ke beban  DC  dan  beban  AC  dapat  terpenuhi.  Penelitian  ini dilakukan  di  Semarang,  sedangkan  waktu  pelaksanaan penelitian adalah pada bulan Oktober 2022.
Tabel  I  memperlihatkan  parameter  sumber PV  array , baterai,  dan  jaringan  utilitas  dalam  sistem DC  microgrid , sedangkan  Tabel  II  dan  Tabel  III  memperlihatkan  berbagai jenis beban DC dan beban AC yang digunakan untuk menguji kinerja DC microgrid dengan konfigurasi campuran.

## V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian DC  microgrid dengan  konfigurasi  campuran DC/AC coupling dilaksanakan sesuai dengan lokasi dan waktu yang telah ditentukan. Pada tanggal 10 Oktober 2022, intensitas
Gambar 2. Skema DC microgrid yang diusulkan.
T ABEL I
P ARAMETER DC M ICROGRID Komponen Parameter Nilai PV array A Daya maksimum @ 1.000 W/m 2 6 kWp PV array B Daya maksimum @ 1.000 W/m 2 4 kWp Baterai 1 dan 2  Kapasitas Tegangan Hubungan seri Hubungan parallel @150 Ah @12 V 8 8 DC bus Tegangan 48 V Jaringan utilitas Kapasitas daya Tegangan, frekuensi 8 kW 220 V, 50 Hz Beban Beban DC Beban AC 2 kW 1 kW T ABEL II P ARAMETER B EBAN DC Tipe Beban Rating Daya (W) Kapasitas Beban (W) 12 lampu LED 18 216 4 LED outdoor 200 800 14 lampu CFL 30 420 2 TV 40” 97 194 2 kompor DC 185 370
T ABEL III P ARAMETER B EBAN AC
Tipe Beban Rating Daya (W) Kapasitas Beban (W) 1 pompa air 300 300 1 mesin cuci 340 340 1 freezer box 360 360
iradiasi  matahari  harian  adalah  4,97  kW/m 2 .  Gambar  3 memperlihatkan profil intensitas iradiasi matahari harian pada bulan  Oktober  2022.  Dalam  profil  terlihat  puncak  intensitas iradiasi  matahari  terjadi  pada  pukul  11.00.  Kota  Semarang mempunyai  potensi  pengembangan microgrid dengan menggunakan energi matahari.
Kota Semarang mempunyai profil potensi intensitas iradiasi matahari  rata-rata  setiap  bulan  pada  tahun  2022  yang  cukup besar,  yaitu  pada  bulan  Januari  131  kWh/m 2 ,  Februari  141 kWh/m 2 ,  Maret  151  kWh/m 2 ,  April  159  kWh/m 2 ,  Mei  158 kWh/m 2 ,  Juni  158  kWh/m 2 ,  Juli  164  kWh/m 2 ,  Agustus  171 kWh/m 2 ,  September  180  kWh/m 2 ,  Oktober  191  kWh/m 2 , November 161 kWh/m 2 , dan Desember 156 kWh/m 2 .

## A. PV ARRAY TERHUBUNG DC BUS
Pada studi ini, microgrid menggunakan PV array A (PVAA) 6.000 Wp dan PV array B (PVAB) 4.000 Wp. Untuk menguji kinerja sistem, digunakan intensitas penyinaran matahari 1.000 W/m 2 .  MPPT  yang  digunakan  secara  otomatis  mengekstraksi daya  maksimum  dari  PVAA  dan  PVAB.  Pada  pukul  07.00 MPPT  mulai  bekerja,  sehingga  PVAA  dan  PVAB menyediakan daya untuk beban DC dan beban AC melalui DC bus . Selain itu, sebagian daya keluaran PV disimpan di baterai melalui  konverter  DC-DC bidirectional .  Hal  ini  terlihat  pada Gambar 4. Pada gambar tersebut terlihat PVAA menghasilkan daya keluaran maksimum pada pukul 11.00 hingga pukul 12.00, sedangkan PVAB memberikan daya keluaran maksimum pada pukul 10.00 hingga pukul 12.00.
Pengoperasian  awal DC  microgrid menggunakan  energi matahari, dalam hal ini PVAA dan PVAB terhubung ke DC bus melalui  konverter  DC-DC.  Pada  pengoperasian  awal  ini, baterai  dan  jaringan  utilitas  tidak  menyuplai  daya  ke  beban. Beban pada microgrid ini berupa beban DC dengan kapasitas 2 kW dan beban AC 1 kW. Gambar 5 memperlihatkan profil pada
beban  DC  dan  beban  AC.  Ketika  beban  DC  dan  beban  AC terhubung ke DC bus , beban DC meningkat, yaitu pada pukul 14.00  hingga  pukul  20.00,  sedangkan  beban  AC  meningkat pada pukul 08.00 hingga pukul 15.00.
Gambar  6  memperlihatkan  tegangan  DC  dengan  sumber dari PV  array .  Pada  pukul  08.00  dan  pukul  15.00,  terjadi perubahan tegangan DC bus sebagai akibat perubahan keluaran PV array . Sementara itu, Gambar 7 memperlihatkan arus beban AC.  Pada  gambar  tersebut  terlihat  bahwa  arus  maksimum beban AC terjadi pada pukul 08.00 hingga pukul 15.00, sebesar 4,9  A,  sedangkan  beban  terendah  terjadi  pada  pukul  20.00 hingga  pukul  08.00.  Namun,  konfigurasi  campuran  pada DC microgrid dapat membuat tegangan DC bus stabil pada 48 V dan mampu menyuplai beban AC secara maksimal.

## B. BATERAI TERHUBUNG DC BUS
Pada kondisi kedua, ketika tidak ada energi matahari pada malam  hari  atau  Kota  Semarang  dalam  cuaca  mendung  dan
Gambar 3. Intensitas iradiasi matahari pada 10 Oktober 2022.
Gambar 4. Daya keluaran PV array A dan PV array B.
Gambar 5. Profil beban.
Gambar 6. Tegangan DC bus .
Gambar 7. Arus beban AC, sumber PV array .
hujan, DC  microgrid bekerja  dalam  mode  terhubung  dengan baterai. Dalam mode ini, energi yang disimpan dalam baterai digunakan  untuk  menyuplai  daya  ke  beban  melalui DC  bus . Pada  kondisi  ini,  keluaran PV  array terputus  dan  tidak menyuplai  daya  ke  beban.  Gambar  8  memperlihatkan pergantian  aliran  sumber  baterai  1  dan  baterai  2  ke  beban. Baterai  1  menyuplai  daya  ke  beban  dari  pukul  18.00  hingga pukul 24.00, sedangkan baterai 2 menyuplai daya ke beban dari pukul 24.00 hingga pukul 07.00. Pengisian baterai 1 dan baterai 2 terjadi pada pukul 07.00 hingga pukul 18.00.
Dengan  menggunakan  konfigurasi  campuran DC/AC coupling pada DC microgrid , perubahan tegangan yang terjadi pada  pukul  07.00  dapat  kembali  stabil  pada  tegangan  48  V, seperti terlihat pada Gambar 9. Pada kondisi kedua ini, baterai 1  dan  baterai  2  mampu  menyuplai  beban  DC  dan  beban  AC serta suplai daya ke beban tidak terputus.

## C. JARINGAN UTILITAS TERHUBUNG DC BUS
Kondisi  ketiga  adalah  ketika  sumber  PV  dan  baterai terputus dan tidak menyuplai daya ke beban. Pada kondisi ini, CB  menghubungkan  sumber  jaringan  utilitas  ke DC  bus melalui  konverter  AC-DC.  Beban  sepenuhnya  disuplai  dari jaringan  utilitas.  Gambar  10  memperlihatkan  lonjakan tegangan DC  bus sebagai  akibat  perubahan  beban.  Terlihat dengan konfigurasi campuran yang diusulkan bahwa tegangan DC bus tetap stabil pada tegangan 48 V. Lonjakan tegangan DC bus terjadi  pada  pukul  07.30,  pukul  16.00,  dan  pukul  21.30. Gambar 11 memperlihatkan tegangan  jaringan sebesar 220 V dan  perubahan  arus  jaringan  utilitas.  Arus  maksimum  dari jaringan ke beban terjadi pada pukul 09.00 hingga pukul 16.00, sedangkan arus paling rendah terjadi pada pukul 16.00 hingga pukul 21.00. Dalam studi ini terlihat dengan tiga kondisi atau
tiga mode bahwa DC microgrid mampu menyuplai beban tanpa terputus.  Oleh  karena  itu,  konfigurasi  campuran DC/AC coupling pada DC  microgrid mampu  menyediakan  sumber listruk secara terus menerus.
Gambar  12  memperlihatkan  daya  yang  dibangkitkan  dari PV  array ,  baterai,  dan  jaringan  utilitas,  yang  tersaji  dalam grafik batang. Terlihat bahwa kapasitas daya yang disediakan DC  microgrid cukup  untuk memenuhi  permintaan  beban  DC dan beban AC.

## VI. KESIMPULAN
Peningkatan  permintaan  beban  pada DC  microgrid dikembangkan dengan konfigurasi campuran DC/AC coupling . Skema  yang  diusulkan  bertujuan  untuk  mengurangi  fluktuasi daya  pada DC  bus ketika  keluaran PV  array dan  baterai terputus.  Skema  yang  diusulkan  dalam  makalah  ini  mampu memberikan daya dan tegangan yang stabil ke beban DC dan beban  AC.  Terlihat  bahwa  kapasitas  energi  yang  tersimpan dalam  baterai  memengaruhi  suplai  ke  beban.  Hasil  penelitian memperlihatkan bahwa lonjakan tegangan pada DC bus dapat
Gambar 8. Penyediaan daya baterai ke beban.
Gambar 9. Tegangan DC bus dengan sumber dari baterai.
Gambar 10. Tegangan DC bus dengan sumber dari jaringan utilitas.
Gambar 11. Tegangan dan arus jaringan utilitas.
Gambar 12. Kapasitas daya sumber DC microgrid .
diminimalkan  dengan  skema  kontrol  pada  masing-masing konverter.  Selain  itu,  kapasitas  daya  yang  disediakan DC microgrid cukup  untuk  memenuhi  permintaan  beban  DC  dan beban AC. Penelitian ini berfokus pada kinerja DC microgrid dalam  memenuhi  permintaan  beban.  Skema  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  dapat  dikembangkan  lagi  dengan mempertimbangkan faktor biaya dan strategi kontrol baru pada DC microgrid .

## KONFLIK KEPENTINGAN
Penulis  memberikan  pernyataan  tidak  adanya  konflik kepentingan pada penelitian ini.

## KONTRIBUSI PENULIS
Konseptualisasi,  Adhi  Kusmantoro  dan  Ardyono  Priyadi; metodologi, Adhi Kusmantoro dan Ardyono Priyadi; perangkat lunak,  Adhi  Kusmantoro;  validasi,  Adhi  Kusmantoro  dan Ardyono  Priyadi;  analisis  formal,  Adhi  Kusmantoro; investigasi, Adhi Kusmantoro; sumber daya, Ardyono Priyadi; kurasi  data,  Adhi  Kusmantoro;  penulisan—penyusunan  draf asli,  Adhi  Kusmantoro  dan  Ardyono  Priyadi;  penulisan— peninjauan dan penyuntingan, Adhi Kusmantoro.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih disampaikan kepada LPPM Universitas PGRI Semarang  yang  telah  memberikan  dukungan  biaya  dalam penelitian ini.

## REFERENSI
[1] S.  Pannala,  N.  Patari,  A.K.  Srivastava,  dan  N.P.  Padhy,  “Effective Control and Management Scheme for Isolated and Grid Connected DC Microgrid,” IEEE  Trans.  Ind.  Appl. ,  Vol.  56, No.  6,  hal.  6767-6780, Nov.-Des. 2020, doi: 10.1109/TIA.2020.3015819.
[2] Z.  Tang, Y.  Yang, dan F.  Blaabjerg, “Power Electronics:  The  Enabling Technology for Renewable Energy Integration,” CSEE J. Power, Energy Syst. , Vol. 8, No. 1, hal. 39-52, Jan. 2022, doi: 10.17775/CSEEJPES.2021.02850.
[3] M.  Nasir  dkk.,  “Solar  PV-Based  Scalable  DC  Microgrid  for  Rural Electrification  in  Developing  Regions,” IEEE  Trans.  Sustain.  Energy , Vol. 9, No. 1, hal. 390-399, Jan. 2018, doi: 10.1109/TSTE.2017.2736160.
[4] S.  Abdullahi, T.  Jin,  dan P.M.  Lingom,  “Robust  Control  Strategy  for Inductive Parametric Uncertainties of DC/DC Converters in Islanded DC Microgrid,” J.  Modern  Power Syst., Clean  Energy , Vol. 11, No. 1, hal. 335-344, Jan. 2023, doi: 10.35833/MPCE.2021.000241.
[5] S.B.Q.  Naqvi  dan B.  Singh,  “A  PV-Battery  System  Resilient  to  Weak Grid  Conditions  with  Regulated  Power  Injection  and  Grid  Supportive Features,” IEEE Trans. Sustain. Energy , Vol. 13, No. 3, hal. 1408-1419, Jul. 2022, doi: 10.1109/TSTE.2022.3159110.
[6] A.  Suryanto  dkk.,  “Optimalisasi  Keluaran  Panel  Surya  Menggunakan Solar Tracker Berbasis Kamera Terintegrasi Raspberry Pi,” J. Nas. Tek. Elekt.,  Teknol.  Inf. ,  Vol.  10,  No.  3,  hal.  282-290,  Agu.  2021,  doi: 10.22146/jnteti.v10i3.1142.
[7] H.  Silva-Saravia  dkk.,  “Enabling  Utility-Scale  Solar  PV  Plants  for Electromechanical Oscillation Damping,” IEEE Trans., Sustain. Energy , Vol. 12, No. 1, hal. 138-147, Jan. 2021, doi:
10.1109/TSTE.2020.2985999.
[8] R. Bakhshi-Jafarabadi, J. Sadeh, dan M. Popov, “Maximum Power Point Tracking  Injection  Method  for  Islanding  Detection  of  Grid-Connected Photovoltaic Systems in Microgrid,” IEEE Trans. Power Del. , Vol. 36, No. 1, hal. 168-179, Feb. 2021, doi: 10.1109/TPWRD.2020.2976739.
[9] A.  Affam  dkk.,  “A  Review  of  Multiple  Input  DC-DC  Converter Topologies Linked with Hybrid Electric Vehicles and Renewable Energy Systems,” Renew. Sustain. Energy Rev. , Vol. 135, hal. 1-23, Jan. 2021, doi: 10.1016/j.rser.2020.110186.
[10] A.S.  Pratiwi,  S.D.  Nugraha,  dan  E.  Sunarno,  “Desain  dan  Simulasi Bidirectional DC-DC Converter untuk Penyimpanan Energi pada Sistem Fotovoltaik,” J. Nas. Tek. Elek., Teknol. Inf. , Vol. 9, No. 3, hal. 305-310, Agu. 2020, doi: 10.22146/.v9i3.377.
[11] R.  Aliaga  dkk.,  “Implementation  of  Exact  Linearization  Technique  for Modeling  and  Control  of  DC/DC  Converters  in  Rural  PV  Microgrid Application,” IEEE  Access ,  Vol.  10,  hal. 56925-56936,  Mei  2022,  doi: 10.1109/ACCESS.2022.3178425.
[12] W. El Aouni dan L.-A. Dessaint, “Real-Time Implementation of Input- State  Linearization  and  Model  Predictive  Control  for  Robust  Voltage Regulation  of  a  DC-DC  Boost  Converter,” IEEE  Access ,  Vol.  8,  hal. 192101-192108, Okt. 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3032327.
[13] L.  Callegaro,  M.  Ciobotaru,  D.J.  Pagano,  dan  J.E.  Fletcher,  “Feedback Linearization  Control  in  Photovoltaic  Module  Integrated  Converters,” IEEE Trans. Power Electron. , Vol. 34, No. 7, hal. 6876-6889, Jul. 2019, doi: 10.1109/TPEL.2018.2872677.
[14] E.D. Aranda, S.P. Litrán, dan M.B.F. Prieto, “Combination of Interleaved Single-Input  Multiple-Output  DC-DC  Converters,” CSEE  J.  Power, Energy  Syst. ,  Vol.  8,  No.  1,  hal.  132-142,  Jan.  2022,  doi: 10.17775/CSEEJPES.2020.00300.
[15] M. Dhananjaya dan S. Pattnaik, “Design and Implementation of a SIMO DC–DC Converter,” IET Power Electron. , Vol. 12, No. 8, hal. 1868-1879, Jul. 2019, doi: 10.1049/iet-pel.2018.6217.
[16] Z. Sun dan S. Bae, “Multiple-Input Soft-Switching DC–DC Converter to Connect Renewable Energy Sources in a DC Microgrid,” IEEE Access , Vol.
10, hal. 128380-128391, Des. 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3227439.
[17] K.R. Kothapalli dkk., “Soft-Switched Ultrahigh Gain DC–DC Converter with  Voltage  Multiplier  Cell  for  DC  Microgrid,” IEEE  Trans.  Ind. Electron. , Vol.  68,  No.  11,  hal.  11063-11075,  Nov.  2021,  doi: 10.1109/TIE.2020.3031453.
[18] S.B. Santra, D. Chatterjee, dan Y.P. Siwakoti, “Coupled Inductor Based Soft Switched High Gain Bidirectional DC-DC Converter with Reduced Input  Current  Ripple,” IEEE  Trans.  Ind. Electron. ,  Vol. 70, No. 2, hal. 1431-1443, Feb. 2023, doi: 10.1109/TIE.2022.3156153.
[19] V.  Sidorov, A.  Chub, dan  D.  Vinnikov,  “High-Efficiency  Quad-Mode Parallel PV Power Optimizer for DC Microgrids,” IEEE Trans. Ind. Appl. , Vol. 59, No. 1, hal. 1002-1012, Jan.-Feb. 2023, doi: 10.1109/TIA.2022.3208879.
[20] M. Kermadi, V.J. Chin, S. Mekhilef, dan Z. Salam, “A fast and Accurate Generalized Analytical Approach for PV Arrays Modeling Under Partial Shading Conditions,” Solar Energy , Vol. 208, hal. 753-765, Sep. 2020, doi: 10.1016/j.solener.2020.07.077.
[21] R. Abbassi, A. Abbassi, A.A. Heidari, dan S. Mirjalili, “An Efficient Salp Swarm-Inspired Algorithm for Parameters Identification of Photovoltaic Cell Models,” Energy  Convers., Manage. ,  Vol.  179, hal.  362-372,  Jan. 2019, doi: 10.1016/j.enconman.2018.10.069.
[22] C.  Zhang  dkk.,  “Modeling  and  Prediction  of  PV  Module  Performance Under Different Operating Conditions Based on Power-Law I–V Model,” IEEE  J.  Photovolt. ,  Vol.  10,  No.  6,  hal.  1816-1827,  Nov.  2020,  doi: 10.1109/JPHOTOV.2020.3016607.
[23] A.A.Z.  Diab  dkk.,  “Coyote  Optimization  Algorithm  for  Parameters Estimation  of  Various  Models  of  Solar  Cells  and  PV  Modules,” IEEE Access , Vol. 8, hal. 111102-111140, Jun. 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3000770.
[24] D. Yousri dkk., “Reliable Applied Objective for Identifying Simple and Detailed Photovoltaic Models Using Modern Metaheuristics: Comparative  Study,” Energy  Convers.,  Manage. ,  Vol.  223,  hal.  1-20, Nov. 2020, doi: 10.1016/j.enconman.2020.113279.
[25] D. Yousri dkk., “Modified Interactive Algorithm Based on Runge Kutta Optimizer for Photovoltaic Modeling: Justification Under Partial Shading and Varied Temperature Conditions,” IEEE Access , Vol. 10, hal. 20793- 20815, Feb. 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3152160.
[26] Z. Wu, S. Lv, H. Song, dan M. Yun, “Statistical Modeling of UV-Induced PV  Module  Power  Degradation Based on  Acceleration  Tests,” IEEE  J. Photovolt. ,  Vol.  10,  No.  1,  hal.  144-149,  Jan.  2020,  doi: 10.1109/JPHOTOV.2019.2950590.