PLTA-PLTA yang secara hidrolis
terhubung secara kaskade menggunakan sebagian besar air yang sama mulai dari
hulu sampai ke hilir sebagai yang digambarkan secara skematis. PLTA dalam kaskade banyak terdapat dalam
praktek karena banyak sungai yang umumnya mulai pada pegunungan yang tinggi,
sehingga dapat diambil potensinya melalui dari beberapa PLTA.
Karena PLTA Kaskade merupakan sebagian
dari subsistem Hidro, PLTA Kaskade harusah mengikuti beban subsistem hidro yang
telah dicari melalui proses optimasi hidro-termis. Untuk merencanakan operasi
yang optimum dari PLTA Kaskade terlebih dahulu perlu ditentukan :
a. Besarnya beban selama periode
optimasi. Penentuan besarnya beban ini haruslah mengikuti naik turunnya beban
subsistem hidro sebagaimana telah diuraikan diatas.
b. Banyaknya air yang akan dipakai
selama periode optimasi. Penentuan banyaknya air yang akan dipakai ini harus
memperkirakan curah hujan dan debit air sungai yang bersangkutan, serta
memperhatikan perencanaan penggunaan air untuk jangka yang lebih panjang.
Misalnya untuk optimasi mingguan harus diperhatikan pula rencana atau pola
pemakaian air tahunan terutama jika PLTA Kaskade yang dioperasikan mempunyai
kolam tando tahunan.
Yang dibahas disini merupakan lanjutan
dari pembahasan optimasi Hidro-Termis jangka pendek, dalam jangka pendek ini
penambahan tinggi air dalamkolam tando terhadap tinggi air terjun dapat
diabaikan, sehingga daya unit pembangkit Hidro selama periode optimasi dapat
dianggap sebanding dengan debit air yang mengalir melalui turbin. Banyaknya air
yng dipakai selama periode optimasi tersebut dalam butir b diatas mempengaruhi
volume air dalam kolam tando pada permulaan dan pada akhir periode optimasi .
Volume air dalam kolam tando ini harus mengikuti rencan (pola) operasi jangka
yang lebih panjang misalnya jangka satu tahun. Dalam perhitungan optimasi PLTA
Kaskade, yang diinginkan adalah agar volume permulaan dan volume akhir dari air
dalam kolam tando pada periode optimasi mengikuti rencana volume jangka
menengah (satu tahun), dengan memperhitungkan air yang masuk ke kolam serta menjaga
jangan sampai ada air yang melimpas (spill water) dikolam tando.
Hal
ini dapat di atasi dengan metode Recursive Dynamic Programming dengan menggunakan
kurva input-output setiap unit pembangkit, yang menggambarkan hubungan antara
banyaknya air yang diperlukan untuk membangkitkan daya tertentu. Untuk
mengetahui lebih dalam bagaimana penyelesaian dengan teknik Recursive Dynamic
Programming dilakukan. Persoalannya adalah analog untuk pemilihan unit pembangkit
Hidro yang ada dalam kaskade. Formulasi dari metode Recursive Dynamic Programming
adalah sebagai berikut :
Setelah
didapatkan kombinasi unit pembangkit Hidro dalam kaskade yang paling sedikit
memakai air untuk melayani beban yang ditentukan, kemudian perlu diperiksa apakah
kendala-kendala tersebut dipenuhi. Gambar 4.3 menggambarkan secara matematis
PLTA Kaskade beserta unit-unit pembangkitnya dan aliran air yang melalui setiap
unit pembangkit. Dengan gambaran yang didapat dari gambar 4.2 dan hasil yang didapat
dari Recursive Dynamic Programming, kemudian diadakan pemeriksaan apakah kendla-kendala
terpenuhi seperti
telah diuraikan diatas. Dalam menggunakan Layered Network perlu diingat bahwa
apabila terjadi perubahan besrnya pemakaian air q pada salah satu PLTA, hal ini
baru akan mempengaruhi inflow (air masuk) ke PLTA yang ada di bawahnya, setelah
waktu tertentu yang tergantung kepada jarak hidrolis antara PLTA-PLTA yang
bersangkutan. Apabila tinggi air terjun antara PLTA-PLTA Kaskade ini jauh
berbeda, maka pemilihan unit pembangkit dengan pemakaian air yang minimal selalu
jatuh pada unit-unit PLTA yang mempunya air terjun tinggi, sehingga perhitungan
optimasi PLTA Kaskade akan lebih banyak merupakan pengontrolan kendala melalui
Layered Network.
