시뮬레이션 환경 내에서 운영자 작업에 대한 테스트 응답

• 실제 운영 플랜트의 상태와 동작을 완벽하게 복제하는 환경 내에서 기존 전기 네트워크의 기능적 원칙에 대한 효과적인 교육을 배포합니다.
• 복잡한 일상 운영 감독 및 비상 상황을 처리하기 위해 전기 운영자의 역량을 안전하고 효과적으로 향상시킵니다. 
• 기존 또는 미래의 가상 상황에서 운영자를 테스트하기 위한 유연한 교육 프로그램 제공

DAS 아일랜드의 시설은 아랍에미리트 아부다비에서 약 130km 떨어진 곳에 위치하고 있으며, ADNOC의 석유 및 가스 사업을 위한 전력 허브 역할을 합니다. 이 시설은 증기 터빈과 가스터빈을 포함해 총 12개의 발전기로 구성되어 있으며, 총 발전량은 315MW입니다. 이러한 발전기는 탄화수소 자원의 추출과 운송을 지원하는 주요 시설에 전력을 공급하고, 해저 케이블을 통해 아일랜드와 연결된 두 개의 원격 플랫폼에 전력을 공급합니다.

이 고립된 발전소의 수명 주기 동안 운영팀은 현재 전기 네트워크와 향후 업그레이드에 익숙해지고 적응하기 위해 지속적으로 교육을 받고 업데이트를 받아야 하며, 이를 통해 전체 발전소의 운영을 보호하고 가동 중단이나 장애를 줄여야 합니다. 이 발전소에는 발전기를 사용할 수 있는 3개의 서로 다른 스위치 기어가 있으며, 이들은 서로 다른 전압 레벨에서 운영됩니다. 이로 인해 발전소를 하나의 고립된 시스템으로 상호 연결하고 운영해야 하는 일상 업무가 더욱 복잡해집니다.

ADNOC이 직면한 과제는 운영자가 운영 관리 도구와 절차에 익숙해질 뿐만 아니라 시스템 대응에 대한 경험을 얻을 수 있도록 교육을 제공하는 방법이었습니다. 이 시설은 운영자 작업에 대한 현실적인 대응을 제공하고 실제 운영 플랜트의 상태와 동작을 재현하는 시뮬레이션 시스템을 구현하고자 했습니다. 

ETAP Power Simulator - 다음을 포함한 포괄적인 전기 네트워크 모델링 및 분석:

• 통합 전기 디지털 트윈 – 조류 계산 분석, 보호 장치 운영 순서 및 발전기, 모터, 계전기 등의 모든 동적 매개변수를 포함하여 운영자 교육에 사용할 기존 네트워크의 동적 전력 모델을 구축합니다.
• 과도 안정성, 마이크로그리드 고립, 부하 분산, 변압기 돌입 등을 포함한 동적 안정성 분석

ETAP SCADA 인간-기계 인터페이스(HMI) – 기존 PMS 시스템과 일치하는 교육을 위한 HMI 시각화를 생성합니다.

ETAP 운영자 교육 시뮬레이터(eOTS) - 실제 시뮬레이션 학습을 통해 운영자 역량을 개발하고 개선합니다.

• 고객의 운영 환경 및 전기 네트워크에 대한 현실적인 시뮬레이션 교육 환경
• 복잡한 전력 관리를 포함하는 시뮬레이션은 잠재적인 운영 문제에 대한 대응을 식별하고 테스트하고 운영자 작업을 기반으로 시스템 대응을 예측하며 'what-if' 운영 시나리오를 포함합니다.
• 점진적인 학습 경로에 적합한 사용자 정의 가능하고 구현하기 쉬운 교육 플랫폼
• 리얼타임 운영 데이터를 사용하는 모델 기반 소프트웨어 인더루프 기술

eOTS와 통합 전기 디지털 트윈을 사용한 ETAP 모델링 및 분석은 운영자와 엔지니어에게 실제 시스템에 대한 지식을 개선하고 보강할 수 있는 효과적인 학습 환경을 제공합니다. 이 솔루션은 전기 시스템과 분석 엔진에 대한 광범위한 지식을 활용하여 전기 네트워크의 동적 전력 모델과 예측 시뮬레이션을 제공하여 적절한 스위칭을 검증하고, 운영 순서의 시뮬레이션과 검증을 제공합니다. 이 환경은 트레이너-트레이니 학습 평가 환경 내에서 시정 조치로서 무제한의 정상 상태 및 동적 시나리오를 통해 실제 상황을 재현합니다.

ADNOC이 높은 가치를 두고 있는 eOTS의 독보적인 기능 중 하나는 시스템 동적 지원(System Dynamic Support)이라고도 하는  현실적인 대응 기능입니다. 이 기능은 운영자에게 시스템의 실제 작동 방식을 매우 사실적으로 경험할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 전원이 공급되는 대형 변압기가 있는 경우, 관련 돌입 전류를 운영자 화면에서 볼 수 있습니다.

또 다른 주요 특징은 eOTS가 시뮬레이션에서 지연 보호 기능을 제공하는 방식입니다 . 예를 들어, 과전류 계전기가 모델링된 경우 필요한 전류가 감지되면 자동으로 차단기를 트립합니다. 계전기 보호 기능과 결합된 이 동적 응답은 많은 운영자가 이전에 알지 못했던 중요한 정보를 보여줍니다.

교육의 효과를 극대화하기 위해 ETAP SCADA를 사용하여 HMI 시각화 를 제공하여 전기 에너지 전환 및 모니터링, 발전 관리, 부하 관리 및 경보, 추세 및 이벤트 기록을 포함하여 기존 PMS 애플리케이션을 정확하게 복제했습니다.

프로젝트 아키텍처

여러 섬에서의 운영뿐만 아니라 운영자 교육에서는 장비 오작동, 에너지 전환 및 모니터링(ESM), 부하 관리(LMS) 및 발전기 관리(GMS) 기능의 활성화, 비활성화에 대한 교육도 제공하며, 이러한 조치가 전기 네트워크 할당에 미치는 영향에 대해서도 교육합니다.

이 구현에는 PMS 전문가를 위한 트레이너 워크스테이션이 하나 있으며, 이는 트레이닝 워크스테이션에 연결됩니다. 각 교육생은 자신만의 시나리오를 실행하고, 자신만의 훈련 연습을 수행할 수 있습니다. 혹은 eOTS는 세 명의 운영자가 모두 동일한 시나리오에서 작업하는 팀 기반 교육 환경으로 운영될 수도 있습니다.

예를 들어, 트레이너는 부하 증가 또는 감소, 고립 및 상호 연결 조건 생성 등 다양한 동작을 도입할 수 있습니다. 트레이니는 보호 장비 개방/폐쇄, 변압기 탭 위치 변경, GMS 모드 조절 설정점, 발전기 모드 및 설정점 변경, 알람 관리, 부하 쉐딩 관리 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

안전하고 비용 효율적인 플랫폼 내에서 향상된 운영자 역량

• 작업의 결과를 포함하는 리얼타임 및 과거 시뮬레이션을 통해 운영자의 신뢰와 지식이 향상됩니다.
• 신속한 대응의 중요성을 더욱 잘 이해한 숙련된 운영자를 통해 보다 안전한 운영이 가능합니다.
• 계획된 시스템 업그레이드 및 변경에 대한 사전 시뮬레이션 교육을 통해 중단 가능성을 줄일 수 있습니다.
• 유연한 데이터 세트와 재생 기능을 포함한 개선된 교육 과정 개발 및 배포

ETAP OTS는 운영자가 오작동 및 비상 상황에 대응하고 리얼타임 운영을 준비할 수 있도록 도와줍니다.

Sohail Ahmed, ETAP 수석 엔지니어 겸 프로젝트 매니저