Durante el Emerson Exchange EMEA 2024 en Düsseldorf, Nicolas Evrard, ingeniero de instrumentación y control de Electricité de France (EDF), describió un proyecto para implementar un simulador diseñado principalmente para capacitar a los operadores de sus centrales eléctricas de turbinas de gas de ciclo combinado (CCGT), pero también para ayudarlos a realizar mejoras operativas.
EDF opera tres centrales eléctricas CCGT en Francia, ubicadas en Blenod, Martigues y Bouchain, cada una con diferentes configuraciones de planta y gestionadas mediante diferentes sistemas de control. Se disponía de un sistema de formación de operarios para dar soporte a las tres plantas, y había una demanda considerable para utilizarlo porque las plantas ya no funcionaban para la carga base y los operarios necesitaban ser formados con más regularidad. Sin embargo, hubo varios problemas. No todas las configuraciones y sistemas de control estaban cubiertos, el hardware se había vuelto obsoleto y el sistema se volvió obsoleto muy rápidamente, pero era difícil de actualizar. Otro problema era que el personal de formación no estaba familiarizado con el software de modelado de terceros. Además, las reglas de ciberseguridad de EDF no se consideraron dentro del simulador existente.
EDF reconoció que el simulador de planta era una solución esencial, que respaldaba una variedad de tareas, incluida la puesta en marcha de la planta, la prueba de los manuales del operador, la garantía de que los operadores estuvieran capacitados en condiciones realistas y el apoyo a la ingeniería mediante la prueba de modificaciones importantes antes de la integración en el sitio.
Nicolas explicó que un gemelo digital puede tener un impacto significativo en las operaciones, ayudando a aumentar la producción y la seguridad, y reducir las emisiones, al mejorar los sistemas de automatización y el ajuste y la optimización del control de procesos. También se puede utilizar en relación con el análisis de peligros y operatividad (HAZOP), el análisis de capas de protección (LOPA) y el análisis de riesgos, lo que mejora la seguridad y el cumplimiento de las normativas medioambientales. Al desarrollar mejores procedimientos de arranque y parada, entrega y transferencia de conocimientos, esto ayuda a lograr mejoras en la seguridad y la producción y reducir las emisiones.
Se necesitaba un nuevo simulador de planta y EDF tenía una serie de requisitos. En primer lugar, tenía que ser fácil de realizar cambios y ofrecer alta disponibilidad y acceso remoto seguro desde las tres centrales eléctricas. También debía cumplir con HMI con los sistemas de control distribuido instalados.
El sistema de control distribuido (DCS) Ovation™ de Emerson se utiliza para operar dos de las plantas de energía CCGT, por lo que EDF seleccionó Ovation Embedded Simulation como plataforma para el nuevo simulador. El uso de la misma plataforma que el DCS fue un beneficio clave, pero otras razones para su selección incluyeron la disponibilidad de tecnología virtual que permitió una reducción en el hardware requerido. Los modelos se pueden modificar utilizando herramientas de ingeniería estándar, y la solución rastrea fácilmente los cambios en la planta y la tecnología. La capacidad de trabajar con un solo proveedor para el servicio, la capacitación y el mantenimiento fue otro beneficio obvio.
Debido a las diferentes configuraciones y sistemas de control en las tres plantas, Ovation Embedded Simulator utiliza dos modelos diferentes. El primero es un modelo de fidelidad mixta de la central eléctrica de Blenod, que tiene una configuración multieje, pero también incluye la configuración de postcombustión Martigues. El segundo es un modelo de alta fidelidad basado en la central eléctrica Bouchain, que tiene una configuración de un solo eje junto con una interfaz de usuario GE Mark Vie.
El sistema Ovation ofrece la capacidad de mezclar fidelidades de simulación, lo que permite un enfoque de alta fidelidad en las partes complejas de la planta combinado con una simulación de amarre mejorada para equipos generales. El simulador es muy escalable y se puede adaptar para cumplir con los desafíos operativos, con subsistemas y funciones adicionales incorporados en un enfoque por fases.
El entorno de formación de operadores consta de tres estaciones de trabajo de operadores con simulaciones de la turbina de gas, la turbina HRSG/vapor y el equilibrio de la planta. Una pantalla de pared muestra el sistema de gestión de alarmas, además de que hay una estación para operaciones locales virtuales. Una estación de trabajo del instructor proporciona un entorno integral para la capacitación del operador, la medición y el seguimiento de las acciones del operador, el procesamiento de KPI y puntajes de sesión, y la creación de registros de cada ejercicio completado.
El simulador integrado de Ovation ayuda a simplificar el mantenimiento, ya que el personal de formación puede realizar ediciones y modificaciones sencillas. Se realiza un mantenimiento anual del modelo para alinear su configuración y puesta a punto con el comportamiento de la planta real. Se proporciona acceso remoto seguro a los ingenieros de servicio de Emerson. El simulador se basa en una arquitectura de alta disponibilidad con la suite de ciberseguridad de Emerson, lo que permite un acceso remoto seguro tanto para EDF como para el equipo de servicios de Emerson.
