Tester les réponses aux actions de l'opérateur dans un environnement de simulation

• Déployer une formation efficace sur les principes fonctionnels de leur réseau électrique existant dans un environnement reproduisant entièrement l'état et le comportement de l'installation opérationnelle en direct
• Améliorer de manière sûre et efficace la compétence des opérateurs électriques à gérer les situations d'urgence et de surveillance opérationnelle quotidienne complexes 
• Offrir un programme de formation flexible pour tester les opérateurs sur toute situation hypothétique existante ou future

L'installation sur l'île DAS est située à environ 130 kilomètres d'Abou Dhabi, aux Émirats arabes unis, et sert de plaque tournante énergétique pour les opérations pétrolières et gazières d'ADNOC. L'installation comprend un total de 12 générateurs, comprenant des turbines à vapeur et à gaz d'une production totale de 315 MW. Ces générateurs alimentent en électricité les installations clés qui soutiennent l’extraction et le transport des ressources en hydrocarbures et fournissent de l’électricité à deux plates-formes éloignées qui sont reliées à l’île par des câbles sous-marins.

Durant le cycle de vie de cette centrale isolée, l'équipe d'exploitation doit être continuellement formée et mise à jour pour se familiariser et s'adapter au réseau électrique actuel ainsi qu'aux futures mises à niveau, afin de garantir le fonctionnement de l'ensemble de la centrale et de réduire les temps d'arrêt ou les perturbations. Dans cette centrale, il y a trois tableaux de commutation différents où les générateurs sont disponibles et ils fonctionnent à différents niveaux de tension, ce qui ajoute à la complexité des opérations quotidiennes pour interconnecter et exploiter la centrale comme un système isolé.

Le défi auquel ADNOC a été confronté était de savoir comment fournir une formation afin que les opérateurs se familiarisent non seulement avec leurs outils et procédures de gestion des opérations, mais acquièrent également de l'expérience avec la réponse du système. Cette installation souhaitait mettre en œuvre un système de simulation qui fournit une réponse réaliste aux actions de l'opérateur et reproduit l'état et le comportement de l'usine opérationnelle en direct. 

ETAP Power Simulator - Modélisation et analyse complètes du réseau électrique, comprenant :

• Unified Electrical Digital Twin – pour construire un modèle de puissance dynamique du réseau existant à utiliser dans la formation des opérateurs, y compris l'analyse du flux de charge, la séquence de fonctionnement des dispositifs de protection et tous les paramètres dynamiques des générateurs, moteurs, relais, etc.
• Analyse de la stabilité dynamique, y compris la stabilité transitoire, l'îlotage des micro-réseaux, le délestage de charge, l'appel de courant du transformateur et autres

Interface homme-machine (IHM) ETAP SCADA – Pour créer des visualisations IHM pour la formation qui correspondent au système PMS existant

Simulateur de formation d'opérateur ETAP (eOTS) - Pour développer et améliorer les compétences des opérateurs grâce à un apprentissage simulé en situation réelle

• Un environnement de formation simulé réaliste de l'environnement d'exploitation et des réseaux électriques du client
• Simulation qui inclut une gestion complexe de l'alimentation, identifie et teste les réponses aux problèmes de fonctionnement potentiels, prédit la réponse du système en fonction des actions de l'opérateur et inclut des scénarios de fonctionnement « et si »
• Une plateforme de formation personnalisable et facile à mettre en œuvre adaptée aux parcours d'apprentissage progressifs
• Technologie logicielle en boucle pilotée par modèle utilisant des données opérationnelles en temps réel

eOTS et la modélisation et l'analyse ETAP utilisant le système électrique unifié Digital Twin fournissent aux opérateurs et aux ingénieurs un environnement d'apprentissage efficace pour améliorer et augmenter leurs connaissances du système réel. S'appuyant sur la vaste connaissance des systèmes électriques et des moteurs analytiques, cette solution fournit un modèle de puissance dynamique du réseau électrique et des simulations prédictives pour vérifier la commutation appropriée, ainsi que la simulation et la validation de la séquence de fonctionnement. L'environnement reproduit la situation du monde réel avec des scénarios d'état stable et dynamique illimités comme mesure corrective dans un environnement d'évaluation de l'apprentissage de formateur à stagiaires.

L'une des caractéristiques uniques de eOTS, particulièrement appréciée par ADNOC, est sa fonctionnalité de réponse réaliste, également appelée « Support dynamique du système ». Cette fonctionnalité offre aux opérateurs une expérience très réaliste du comportement réel du système.  Par exemple, lorsqu'un grand transformateur est sous tension, le courant d'appel associé peut être vu sur les écrans de l'opérateur.

Une autre caractéristique clé est la façon dont eOTS présente la protection de retard dans les simulations . Par exemple, si un relais de surintensité est modélisé, il déclenchera automatiquement le disjoncteur si le courant requis est détecté. Cette réponse dynamique combinée à la protection du relais révèle des informations critiques que de nombreux opérateurs ne connaissaient peut-être pas auparavant .

Pour garantir que la formation soit la plus efficace possible, ETAP SCADA a été utilisé pour fournir une visualisation IHM afin de reproduire exactement leurs applications PMS existantes, y compris la commutation et la surveillance de l'énergie électrique, la gestion de la production, la gestion de la charge et l'enregistrement des alarmes, des tendances et des événements.  

Architecture du projet

En plus de fonctionner en mode multi-îlot, la formation des opérateurs comprend également une formation sur les dysfonctionnements des équipements, l'activation, la désactivation des fonctionnalités de commutation et de surveillance de l'énergie (ESM), la gestion de la charge (LMS) et la gestion du générateur (GMS), les actions des opérateurs et leur impact sur les affectations du réseau électrique.

Pour cette mise en œuvre, il existe un poste de formation pour l'expert PMS, connecté aux postes de formation. Chaque stagiaire peut avoir son propre scénario à exécuter et ses propres exercices d'entraînement à réaliser. Alternativement, eOTS peut être utilisé comme un environnement de formation en équipe où les trois opérateurs travailleront dans le même scénario.

Le Trainer peut par exemple introduire diverses actions telles que l'augmentation ou la diminution de la charge, la création de conditions d'îlotage et d'interconnexion, et bien d'autres. Le stagiaire peut effectuer des actions telles que l'ouverture/fermeture de l'équipement de protection, le changement de position de la languette du transformateur, les points de consigne de régulation du mode GMS, le changement du mode générateur et des points de consigne, la gestion des alarmes et la gestion de l'ombrage de charge.

Compétences accrues des opérateurs au sein d'une plateforme sûre et rentable

• Confiance et connaissances accrues des opérateurs grâce à des simulations en temps réel et historiques qui incluent les conséquences des actions
• Des opérations plus sûres grâce à des opérateurs mieux formés et mieux informés de l'importance d'une réponse rapide
• La formation proactive par simulation pour les mises à niveau et les modifications planifiées du système réduit le risque de perturbations.
• Développement et déploiement de programmes de formation améliorés, y compris des ensembles de données flexibles et des fonctionnalités de lecture

ETAP OTS aide les opérateurs à se préparer à réagir à tout dysfonctionnement et à toute urgence et à les préparer à une exploitation en temps réel.

Sohail Ahmed, ingénieur principal et chef de projet, ETAP