• Identifier les délestages nécessaires et optimaux lors des perturbations de sous-tension du réseau
• Assurez-vous que les charges critiques fonctionneront en continu pendant les pannes et en mode îloté
• Évitez la perte de production industrielle, qui entraîne à la fois des problèmes de sécurité et des temps d'arrêt coûteux
• Empêcher les revalidations réglementaires dues aux arrêts inattendus, qui nécessitent des heures de travail

Explorer les améliorations du délestage de charge pour les processus de production critiques

Le système existant de l'installation n'offrait aucune optimisation pour le délestage de charge, et les charges étaient délestées de manière séquentielle, ce qui entraînait le délestage de toutes les charges connectées lors d'une perturbation. Sans une solution intelligente de délestage de charge, dans 90 % des cas, une panne de réseau entraînerait l'arrêt de l'ensemble du plan et du processus. 

Réseau électrique

Unités système :

• Source 1 - 2,7 MW – Générateur 1
• Source 2 - 3,3 MW – Générateur 2
• Connexion au réseau SCE

Interconnexion au réseau électrique :

• L'ensemble de l'installation est séparé en deux connexions
• Le poste de commutation A alimente 12 sous-stations et 2 grands refroidisseurs
• Le poste de commutation B alimente 4 sous-stations et 2 grands compresseurs

Le poste de commutation A dispose de trois sources qui alimentent la majeure partie de l'installation, le générateur de la source 1 fournissant environ 2,7 MW. La source 2 est un autre générateur qui fournit environ 3,3 MW et le reste est assuré par le réseau, soit environ 1,6 MW. La deuxième partie de l'installation est alimentée par le poste de commutation B. Ce poste de commutation est actuellement uniquement connecté au réseau, et l'installation était en train d'installer un nouveau système de production sur site dans ce poste. 

Pendant la mise en service de la production sur site, B. Braun a travaillé simultanément avec ETAP pour explorer la conception d'un système de délestage de charge afin de maintenir les charges critiques pour éviter tout dommage (physique et financier) à leur réseau électrique.

La première partie de l'étude de cas consistait à développer un ETAP Digital Twin du système électrique pour aider à visualiser le fonctionnement de leur réseau électrique avec deux sous-stations. La deuxième partie de l’étude de cas consistait à analyser la mise en œuvre d’une solution de délestage de charge supplémentaire pour leur système de contrôle opérationnel en temps réel. Étant donné que la majeure partie de l’installation est alimentée par le poste de commutation A, l’étude de cas s’est concentrée sur l’ajout d’un délestage de charge à ce poste de commutation avec un mélange de catégories de charges critiques, semi-critiques et non critiques.

ETAP Power Simulator - Logiciel complet et facile à utiliser de modélisation, d'analyse et de simulation de réseau pour les systèmes électriques haute et basse tension, utilisé pour construire un réseau électrique unifié Digital Twin de tout réseau électrique et analyser le flux de charge, les courts-circuits et de nombreuses autres analyses

Délestage intelligent en temps réel ETAP (ETAP iLS) -  Une solution de délestage rapide, proactive et optimisée pour les installations industrielles afin de préserver les charges essentielles et d'éviter les pannes de système généralisées grâce à un équilibrage de puissance et une réponse rapide qui prend en compte la dynamique des processus et du système électrique.

• Visualisation claire du réseau électrique existant dans l'installation
• Simulation de leur réseau avec le schéma de délestage proposé
• Système de délestage de charge en temps réel, flexible et facile à utiliser avec une IHM et incluant les statuts des disjoncteurs
• Tables de charge mises à jour et optimisées de manière dynamique
• Réponse immédiate aux perturbations grâce à la connexion continue de la solution de délestage au contrôleur

En utilisant ETAP Power Simulator pour l'analyse de la charge du réseau électrique, les charges ont été classées comme critiques, semi-critiques et non critiques pour optimiser la priorisation de la distribution d'énergie. Le Digital Twin du réseau a été utilisé pour évaluer la qualité de l'énergie et préparer des scénarios de délestage sûrs, basés sur le modèle numérique.

Le scénario d'optimisation utilisant ETAP Intelligent Load Shedding (iLS) a ensuite été mis en œuvre et le délestage a été exécuté avec succès pendant le scénario d'îlotage, fournissant à la fois un calcul continu et une sélection de charge optimale du système de l'installation. 

Désormais, avant qu'un événement ne se produise, ETAP iLS prédit et calcule en permanence les charges qui pourraient potentiellement être déchargées, afin de pouvoir agir instantanément dès qu'une perturbation se produit. L'optimisation de la charge est désormais basée sur la priorité, et ETAP iLS décharge les charges proches de la charge requise avec un écart maximal de 3 %. Étant donné que l'installation peut désormais utiliser l'environnement ETAP pour surveiller et modifier sa configuration de délestage de charge, les arrêts de processus et planifiés pour les modifications manuelles sont minimisés.  

Maintenir les opérations critiques du système avec r délestage en temps réel

• Économies de coûts d'environ $1 millions USD par panne
• Les pannes de courant ne coupent plus l'alimentation électrique essentielle de l'usine de fabrication médicale
• Les opérations se poursuivent en toute sécurité dans des conditions d'îlotage grâce à un délestage de charge configurable pour ne délester que les charges minimales ou facultatives
• Surveillance améliorée des conditions d'exploitation, y compris la production, l'importation/exportation d'énergie du réseau, la consommation d'énergie à chaque point de délestage
• Réduction du temps consacré au réglage manuel de leur réseau électrique et à la réalisation de longues revalidations réglementaires après les pannes
• Les futures mises à niveau et extensions peuvent être évaluées avec précision à l'aide de simulations numériques de leur réseau

ETAP iLS met à jour en continu les tables de délestage et exécute les décisions en temps réel, répondant aux perturbations en moins de 20 millisecondes.

Eric Ham, ingénieur senior en automatisation et contrôle, ETAP