PLTA Dalam Kaskade

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.