Comprobar las respuestas a las acciones del operador dentro de un entorno de simulación

• Implementar una capacitación eficaz sobre los principios funcionales de su red eléctrica existente dentro de un entorno que replique completamente el estado y el comportamiento de la planta operativa en vivo.
• Mejorar de forma segura y eficaz la competencia de los operadores eléctricos para gestionar situaciones complejas de supervisión operativa diaria y de emergencia. 
• Proporcionar un programa de capacitación flexible para evaluar a los operadores en cualquier situación hipotética existente o futura.

La instalación en la isla DAS está situada aproximadamente a 130 kilómetros de Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos, y sirve como centro de energía para las operaciones de petróleo y gas de ADNOC. La instalación consta de un total de 12 generadores, que incluyen turbinas de vapor y de gas con una generación total de 315 MW. Estos generadores alimentan de energía a las instalaciones clave que apoyan la extracción y el transporte de recursos de hidrocarburos y proporcionan energía a dos plataformas remotas que están conectadas a la isla a través de cables submarinos.

Durante el ciclo de vida de esta planta aislada, el equipo de operación debe capacitarse y actualizarse continuamente para conocer y adaptarse a la red eléctrica actual, así como a las futuras actualizaciones, para salvaguardar la operación de toda la planta y reducir los tiempos de parada o perturbaciones. En esta planta hay tres cuadros de distribución diferentes donde están disponibles los generadores y operan a diferentes niveles de voltaje, lo que aumenta la complejidad de las operaciones diarias para interconectar y operar la planta como un sistema aislado.

El desafío que enfrentó ADNOC fue cómo brindar capacitación para que los operadores no solo se familiarizaran con sus herramientas y procedimientos de gestión de operaciones, sino que también adquirieran experiencia con la respuesta del sistema. Esta instalación quería implementar un sistema de simulación que proporcione una respuesta realista a las acciones del operador y reproduzca el estado y el comportamiento de la planta operativa en vivo. 

ETAP Power Simulator - Modelado y análisis integral de redes eléctricas, que incluye:

• Unified Electrical Digital Twin – Construcción de un modelo de potencia dinámica de la red existente para su uso en la capacitación de operadores, incluyendo análisis de flujo de carga, secuencia de operación del dispositivo de protección y todos los parámetros dinámicos de los generadores, motores, relés, etc.
• Análisis de estabilidad dinámica, incluyendo estabilidad transitoria, funcionamiento en isla de microrredes, deslastre de carga, entrada de transformadores y otros

Interfaz hombre-máquina (HMI) ETAP SCADA: para crear visualizaciones de HMI para capacitación que coincidan con el sistema PMS existente

Simulador de entrenamiento de operadores ETAP (eOTS) - Para desarrollar y mejorar la competencia del operador a través del aprendizaje simulado del mundo real

• Un entorno de formación simulado realista del entorno operativo y las redes eléctricas del cliente.
• Simulación que incluye gestión de energía compleja, identifica y prueba respuestas a posibles problemas operativos, predice la respuesta del sistema en función de las acciones del operador e incluye escenarios operativos hipotéticos.
• Una plataforma de formación personalizable y fácil de implementar, adecuada para trayectorias de aprendizaje progresivas.
• Tecnología de software en el circuito basada en modelos que utiliza datos operativos en tiempo real

eOTS y el modelado y análisis ETAP utilizando el sistema eléctrico unificado Digital Twin brindan a los operadores e ingenieros un entorno de aprendizaje eficaz para mejorar y aumentar su conocimiento del sistema real. Aprovechando el amplio conocimiento de los sistemas eléctricos y motores analíticos, esta solución proporciona un modelo de potencia dinámico de la red eléctrica y simulaciones predictivas para verificar la conmutación adecuada y la simulación y validación de la secuencia de operación. El entorno replica la situación del mundo real con un estado estable ilimitado y escenarios dinámicos como acción correctiva dentro de un entorno de evaluación de aprendizaje de formador a aprendices.

Una de las características únicas de eOTS, que ADNOC valora mucho, es su función de respuesta realista, también conocida como Soporte Dinámico del Sistema. Esta función ofrece a los operadores una experiencia muy realista del comportamiento real del sistema.  Por ejemplo, cuando hay un transformador grande energizado, la entrada asociada se puede ver en las pantallas del operador.

Otra característica clave es cómo eOTS presenta la protección de retardo en las simulaciones . Por ejemplo, si se modela un relé de sobrecorriente, disparará automáticamente el disyuntor si se detecta la corriente requerida. Esta respuesta dinámica combinada con la protección del relé revela información crítica que muchos operadores pueden no conocer previamente .

Para garantizar que la capacitación fuera más efectiva, se utilizó ETAP SCADA para proporcionar visualización HMI para replicar exactamente sus aplicaciones PMS existentes, incluidas la conmutación y el monitoreo de energía eléctrica, la gestión de generación, la gestión de carga y el registro de alarmas, tendencias y eventos.

Arquitectura del proyecto

Además de operar en operación de múltiples islas, el entrenamiento de operadores también brinda entrenamiento sobre mal funcionamiento de equipos, activación, desactivación de características de conmutación y monitoreo de energía (ESM), gestión de carga (LMS) y acciones del operador de gestión de generador (GMS) y su impacto en las asignaciones de la red eléctrica.

Para esta implementación hay una estación de trabajo de entrenamiento para el PMS Expert, conectada a las estaciones de trabajo de entrenamiento. Cada aprendiz individual puede tener su propio escenario para ejecutar y ejercicios de entrenamiento para realizar. Alternativamente, eOTS puede funcionar como un entorno de entrenamiento en equipo donde los tres operadores trabajarán dentro del mismo escenario.

El entrenador, por ejemplo, puede introducir diversas acciones como aumentar o disminuir la carga, crear condiciones de isla e interconexión, y muchas otras. El aprendiz puede realizar acciones tales como abrir/cerrar equipo de protección, cambiar la posición de la pestaña del transformador, regular los puntos de ajuste del modo GMS, cambiar el modo generador y los puntos de ajuste, administrar alarmas y administrar sombreado de carga.

Mayor competencia del operador dentro de una plataforma segura y rentable

• Mayor confianza y conocimiento del operador mediante simulaciones históricas y en tiempo real que incluyen las consecuencias de las acciones
• Operaciones más seguras a través de operadores mejor formados con una mayor comprensión de la importancia de la respuesta rápida
• La formación de simulación proactiva para actualizaciones y cambios planificados del sistema reduce el potencial de interrupciones
• Desarrollo e implementación de un plan de estudios de formación mejorado, incluidos conjuntos de datos flexibles y funcionalidad de reproducción

ETAP OTS ayuda a preparar a los operadores para responder ante cualquier mal funcionamiento o emergencia y a prepararlos para la operación en tiempo real.

Sohail Ahmed, ingeniero sénior y gerente de proyectos, ETAP