Des systèmes de contrôle-commande pour centrales électriques fiables mondialement
La plate-forme d’automatisation Ovation™ d’Emerson est un système complet de contrôle-commande pour centrales électriques, reposant sur une architecture robuste de système numérique de contrôle-commande (SNCC). Nous sommes un leader mondial du secteur de l’électricité, avec des milliers d’installations réparties dans plus de 60 pays et représentant une capacité de production de plus de 1,4 million de mégawatts. Notre leadership repose sur plus de six décennies d’expertise en ingénierie de systèmes de contrôle, couvrant turbines, chaudières, générateurs de vapeur à récupération de chaleur (HRSG) et équipements auxiliaires (BoP).
Augmentation de la disponibilité et de la flexibilité de charge dans les centrales à gaz
Les unités à gaz subissent de plus en plus de cycles, ce qui entraîne des nombres de démarrages élevés qui accélèrent l’usure des turbines à gaz et induisent des contraintes thermiques dans les systèmes de la centrale. Avec les solutions d’automatisation Ovation, les experts d’Emerson aident à réduire les impacts liés au cyclage tout en améliorant la disponibilité et la flexibilité des unités à cycle simple et combiné. Ovation automatise 18 des 20 plus grandes centrales à cycle combiné des États‑Unis.
Études de cas pour les centrales à gaz naturel
Une entreprise américaine a modernisé deux unités aérodérivées de démarrage à froid de 36 MW pour améliorer la fiabilité et garantir une restauration rapide du réseau après une panne. La mise à niveau clé en main d’Emerson a résolu l’obsolescence des équipements avec les nouveaux contrôles de turbine Ovation, la surveillance prédictive intégrée et des améliorations sur l’ensemble du système. Le projet a réduit le temps de démarrage de 80 %, amélioré la visibilité opérationnelle et généré plus de 110 000 $ d’économies annuelles.
Pour améliorer la fiabilité et répondre aux pics de demande estivale, Exelon Generation a modernisé son unité de pointe à cycle simple de 116 MW à la centrale Westport 5. Emerson a remplacé le système de contrôle obsolète par une solution Ovation et modernisé les trains de vannes de gaz critiques, achevant le projet en seulement six mois. La modernisation a augmenté la fiabilité des démarrages de 50 %, amélioré la réponse à la charge jusqu’à 90 % et permis un contrôle plus précis de la température d’échappement pour un fonctionnement plus sûr et plus efficace.
Une grande entreprise de services publics a collaboré avec Emerson pour optimiser les opérations d’une centrale à cycle combiné équipée de turbines GE 7FA et d’une turbine à vapeur Westinghouse. Emerson a déployé des applications Ovation avancées pour simplifier les procédures de démarrage et réduire les pertes d’énergie. Le projet a permis de réduire de 67 % la consommation de combustible lors des démarrages à chaud et de 31 % la consommation de combustible en transition, avec une baisse prévue des émissions. Ces améliorations permettent d’accélérer les démarrages d’une unité effectuant en moyenne 50 démarrages à chaud et 300 transitions par an.
Pour accroître l’efficacité et réduire les coûts de maintenance, GIM Channelview Cogeneration a modernisé les commandes de sa turbine à vapeur dans une centrale de cogénération à cycle combiné de 830 MW au Texas. Emerson a remplacé le système existant par une solution Ovation intégrée, offrant un contrôle plus précis, un séquençage automatisé des démarrages et un réglage optimisé. Le projet a généré 8 MW supplémentaires, réduit les coûts annuels de carburant et de maintenance jusqu’à 40 000 $ et assuré un fonctionnement continu pour répondre aux besoins critiques en vapeur.
Optimiser les performances des centrales à charbon face à l’évolution du paysage énergétique
À mesure que la dynamique du marché évolue, les centrales à charbon sont de plus en plus amenées à fonctionner par cycles plutôt qu’en charge de base constante. Cela entraîne des contraintes thermiques accrues, provoquant davantage de pannes forcées, une hausse des coûts de maintenance et une diminution de la rentabilité. Les solutions d’automatisation Ovation d’Emerson aident à réduire la dégradation liée au cyclage tout en optimisant la disponibilité de l’usine et l’efficacité opérationnelle. Notre expertise se traduit par le fait qu’Ovation équipe 9 des 10 plus grandes centrales à charbon dans le monde.
Études de cas sur les centrales à charbon
L’application d’optimisation de la réponse Ovation d’Emerson a permis à l’unité 7 au charbon de 600 MW de Datang, à la centrale de Tuoketuo, d’atteindre le taux de montée en charge le plus rapide et les meilleures performances AGC parmi ses huit unités. Grâce à l’application de stratégies avancées de modélisation et de contrôle prédictif, l’unité a enregistré une amélioration de 1,0 % par minute de son taux de montée en charge moyen, une augmentation de 85 % des performances AGC et une hausse de 73 % de sa rémunération mensuelle moyenne. La solution a également permis de réduire le dépassement de pression de vapeur jusqu’à 40 %.
Emerson a aidé Longview Power, en Virginie-Occidentale, à transformer sa centrale au charbon de 700 MW en l’une des plus propres et efficaces des États-Unis. En remplaçant les systèmes de contrôle existants par un système Ovation, Emerson a permis d’augmenter la disponibilité en ligne de 73 % à plus de 98 %, d’accroître le facteur de capacité à plus de 98 % et de réduire les émissions de CO₂ de 15 % par rapport à la moyenne nationale. La mise à niveau rapide du système de contrôle-commande comprenait 12 000 points d’E/S et l’intégration de la commande des chaudières, turbines, systèmes d’émissions et équipements auxiliaires.
Les technologies de contrôle Ovation d’Emerson ont permis à la centrale à charbon ultra-supercritique de 600 MW de SWEPCO, dans l’Arkansas, d’entrer en exploitation commerciale seulement quatre mois après son premier allumage. Le système de contrôle-commande avancé a intégré les processus des chaudières, turbines, systèmes d’émissions et équipements auxiliaires, permettant un fonctionnement à haute efficacité sous des conditions de vapeur élevées. L’expertise d’Emerson en automatisation ultra-supercritique a permis de réduire les coûts de mise en service, de simplifier la formation des opérateurs et d’améliorer la fiabilité de l’usine ainsi que ses performances environnementales.
Applications de contrôle éprouvées pour les centrales thermiques à combustibles fossiles
La plate-forme d’automatisation Ovation d’Emerson assure un contrôle précis et fiable des systèmes les plus critiques dans la production d’électricité à partir de combustibles fossiles. Découvrez comment nos solutions conçues sur mesure pour l’excitation des générateurs, les turbines à gaz et le contrôle des turbines à vapeur permettent d’optimiser les performances, d’améliorer la fiabilité et de faciliter un fonctionnement flexible.
Logiciels et technologies habilitants
Les technologies clés d’Ovation permettent aux centrales électriques de fonctionner de façon plus intelligente, plus sûre et plus efficace. De la simulation et de l’optimisation à la surveillance des vibrations, en passant par la cybersécurité et les opérations à distance, ces solutions intégrées renforcent la fiabilité, les performances et la qualité de la prise de décision.
Technologie de jumeau numérique Ovation
La technologie de jumeau numérique Ovation intègre une simulation haute fidélité avec un système de contrôle-commande fournissant une formation précise aux opérateurs, évolue au rythme des modifications des procédés et valide la logique de contrôle sans aucune incidence sur l’exploitation de l’usine.
Questions fréquentes sur les systèmes de contrôle des centrales électriques
Un système de contrôle-commande d’une centrale électrique est une plate-forme d’automatisation centralisée qui surveille, régule et optimise le fonctionnement d’une installation de production d’électricité. La base d’un système de contrôle-commande de centrale électrique repose généralement sur une architecture de système numérique de contrôle commande (SNCC). Le système de contrôle-commande complet peut également comprendre des éléments supplémentaires tels que : automates programmables (API), systèmes de sécurité, logiciels de simulation et outils d’analyse.
Le système de contrôle-commande d’une centrale électrique garantit des performances sûres, efficaces et fiables en coordonnant les systèmes tels que les turbines, chaudières, générateurs, dispositifs de contrôle des émissions et équipements auxiliaires.
Un système numérique de contrôle-commande (SNCC) constitue généralement l’élément principal d’un système de contrôle-commande de centrale électrique. Bien que le SNCC assure les fonctions principales de contrôle des procédés, un système de contrôle-commande complet peut également inclure des automates programmables (API), des systèmes de sécurité, des outils de simulation et des solutions d’analyse avancées.
Oui. Les systèmes de contrôle-commande modernes, comme la plate-forme d’automatisation Ovation, sont conçus pour des mises à niveau par étapes. Les centrales peuvent moderniser des composants spécifiques, tels que les IHM, les contrôleurs ou les points d’E/S, sans remplacer l’ensemble du système, ce qui permet de réduire au minimum les temps d’arrêt et les coûts.
