IPDS智慧型配電系統是深圳市海億達能源科技股份有限公司研發的一款產品。該系統作用於用戶供配電過程，能夠實時監測用戶供配電設備的狀態參數、能耗參數、電能質量參數，並對數據分析和對設備進行控制。使用戶在用能過程中更加的經濟、安全、可控。可接入全時能效管控系統。
基本介紹
- 中文名：IPDS智慧型配電系統
- 外文名：Intelligent power distribution system
發展背景,套用,架構,構建,軟體功能,行業套用,關係網,
發展背景
今天，電能源已同空氣和水一樣成為人類社會不可或缺的基本要素。在這個星球上，隨著能源日益緊張和環境惡化，獲得經濟方便環保的能源變成一個關係人類生存與可持續發展的急迫問題，尋找提高電能源利用效率的解決之道成為小到社會家庭、大到企業與政府等全社會的共同責任。高低壓配電設施、用電設備與日常電能消耗是工業設施、社會基礎設施與各類建築建設投資和日常運營成本的主要構成部分之一，合理布局電能設施配置和管控功能可以顯著提高設施與能源利用效率並降低成本。
傳統電設施與電能管理模式
局限的設施管控粗放電能管理大量管理盲區
傳統配電系統設施管理和電能管理比較粗放，相對於對資金運用日益精益化管理的進步，今天多數企業、設施對配電設施能耗細節及用電過程缺乏管理手段，對企業與設施的電能源消耗管理完全是事後統計的模式，表現為如下特徵：運行參數與電能源消耗統計粗放傳統配電用電系統的管理控制在能源管理方面局限於對電源進線、高壓或低壓進線等進行監視，只有整體能耗情況的統計，缺乏對實際能耗使用細節的關注。對實際用電構成細節的低壓缺乏系統管理手段，許多採用手工記錄，由於存在記錄不同步與實時等問題，電能數據與運行參數流於形式。
存在大量配電設施管理盲區
傳統配電用電系統的管理控制(如變電綜合自動化系統等)在系統設施管理方面基本局限於對高壓系統或者包括低壓主進線的關注，對設備數量極大、電能量消耗主體的用電行數據基本缺位，存在大範圍管理盲區，故障排查困難，工作量大，導致設施利用率低。
對整體設施缺少系統思考
傳統配電用電設施智慧型管理控制系統多數由變電站綜合自動化(綜保系統)構成，缺少對用戶整體設施的系統思考，不能提供用戶角度的電能管理控制套用，導致對用戶端電能設施和用電設施的管理控制條塊分割，不成系統，能耗數據綜合可用率低，不利於從整體上實施節能措施。同時，設施運行管理過程中大量依賴員工個人經驗，缺乏系統手段，運行效率低，設施可利用率低。
IPDS™智慧型配電系統
完善的用戶端電能管理控制和電能設施管理
IPDS™智慧型配電系統提供了一種實現上述電能和設施綜合管理功能的技術。完善的配電用電系統管理控制IPDS™智慧型配電系統利用現代測量控制技術和數據處理與通訊技術，在經濟合理的成本下實現對用戶端包括電源進線到終端用電設備在內的全部配電用電系統設施的管理控制，大幅提高配電用電系統與設施的運行與管理效率，降低運營成本。
精益的電能消耗成本管理
IPDS™基於完善的配電用電系統設施管理，建立了完善的用戶電能消耗數據和管理手段，設施內能耗數據的及時獲得和數據的系統性得到保障，豐富全面的數據報表與趨勢分析，幫助用戶實現降低運行能耗和用電成本的目標。
完善合理的系統整合設計
IPDS™智慧型配電系統廣泛採用了低成本的微處理器分散控制器和交流採樣技術，憑藉完善合理的迴路功能配置，可以實現在合理成本下的用戶電氣設施整體的信息化，達到對用戶電能設施和電能消耗細節和過程的完全掌握，幫助用戶實現低成本運營。
適用標準
IPDS™智慧型配電系統有關產品電氣安全和抗干擾性能均通過嚴格測試，全面遵循有關國家標準和國際電氣標準，包括:
符合國際IEC 255 IEC 687 IEC 1000-4 IEC 60255 IEEE519相關標準規定；
所有硬體通過歐盟LVD和EMC電氣安全認證，產品附CE認證標誌；
系統平台軟體符合國際軟體標準，支持ODBC、OPC等標準套用。
套用
IPDS™智慧型配電系統設計用於用戶端配電用電系統設施的管理控制。
典型套用領域
IPDS™智慧型配電系統典型的套用包括下列領域用戶：
大型建築與建築群：學校、醫院、工商樓宇、住宅區；工業企業：化工、鋼鐵、汽車、電子、機械製造、水泥、玻璃建材、造紙；
礦山採掘：石油天然氣開採、煤礦；
大型園區：科技工業園區、物流園區、大學城；
電力工業：熱力發電廠、水電廠、核電站、風力發電場；
基礎設施：電信樞紐、機場、車站、港口、水廠等。
IPDS™系統管理控制對象可以涵蓋上述用戶自電源進線到終端用電設備在內的所有高壓開關櫃、變壓器、低壓配電櫃、應急柴油發電機組、不間斷電源（UPS）、電動機等所有配電用電設施。
典型套用功能
IPDS™智慧型配電系統將基本數據測量、遙控操作、電能質量監測、運行告警、設施狀況分析、設備診斷和電能成本分攤等各種主要功能集成到一起實現統一管理；通過乙太網與其他高級套用系統如MIS、ERP/MRP II/MES、CIMS等聯結，IPDS™是企業資源和運營管理自動化系統有關電能和設施精益管理的支撐系統。
IPDS™採用測控數據現場匯流排連線所有分布各處成百上千裝設在智慧型化配電開關櫃、電動機、配電變壓器和其他電氣設備上的遠程測量控制管理單元組成電能與配用電設施測控網路，並接入位於中央控制室的系統管理控制計算機，IPDS™由此實現對所有具備遙控操作功能電氣設備的遠程操作控制、有關電量參數和諸如變壓器溫度等非電類運行參數的採集和存儲及分析、停電和電氣設施的其他故障信息的收集分析等。
更多的，IPDS™系統基於上述基本測量與控制操作功能提供了包括：負荷控制管理與負荷減載、故障定位診斷、負荷趨勢、電能成本分攤分析（按設施或設備）等增強功能。
系統套用目標
IPDS™智慧型配電系統幫助電力用戶對於電能和電氣設施實現了以下目標：
配電系統運行操作的全面可控；
電能質量和電氣設備狀態數據透明化；
為其他工業智慧型和套用系統提供電氣系統全方位數據；
提供用戶節能改造和管理節能的強大工具；
電能消耗成本結構最佳化；
減低電費總量；
停電、事故跳閘、故障原因分析；
趨勢記錄幫助最佳化資源和業務模式規劃。
架構
IPDS™智慧型配電系統採用分層分散式系統體系結構，包括對各類配電用電設施的測控管理、數據傳送處理、中央管理主站等，以及企業級數據套用等。
系統架構
IPDS™智慧型配電系統體系結構如下圖所示。
IPDS系統結構在上圖IPDS™智慧型配電系統的整體架構中，包括了IPDS™在工業系統、基礎設施和大型樓宇等綜合管理架構中的位置。在設施級整體能源管理套用方面，IPDS™智慧型配電系統直接嵌入上級企業級能源管理中心——@EMS全時動態能源管理系統（參考《產品資料：@EMS全時動態能源管理系統》），作為該系統的子系統級。
IPDS™智慧型配電系統完全覆蓋用戶端配電與用電系統設施，包括從電源進線、高壓配電系統、變壓器、低壓配電系統、應急柴油發電機組、UPS（不間斷電源系統）、直流系統、電能質量矯正系統設備（如APF有源濾波系統）以及用電設施等所有電氣設施，系統設計充分體現在用戶角度對電系統、用電設施以及電能源消耗的管理控制調節等需求。
與現場控制系統的數據共享
IPDS™智慧型配電系統底層硬體既可以通過模擬量連線埠向現場工藝控制系統提供電氣參數，也可通過當地通訊伺服器向工藝控制系統提供打包數據，極大簡化現場電氣數據採集接線並最佳化工藝控制對電氣參數的要求，在節省控制系統數據採集和控制部分的硬體投資的同時，可以減少後續使用維護成本和工作量。
系統互聯和設備兼容性
與ERP MRP-II MES CIMS或BAS的數據互動IPDS™系統軟體的開放性和兼容性保證本系統可方便的接入其他系統，包括通過系統層乙太網接入ERP/MRP-II/MES或CIMS等，及通過串口或乙太網接入智慧型樓宇系統BMS。
硬體設備兼容性IPDS™系統軟體支持大量底層硬體裝置，主要包括IPM系列各型號智慧型配電測控管理單元和M系列微機保護裝置（參考《IPDS™系統硬體選型手冊》）。
IPDS™系統底層通訊伺服器支持上百種通訊協定，支持各類符合IEC系列國際標準並具有標準通訊接口的IED裝置，包括國際主要電氣公司如GE、SCHNEIDER、SIEMENS、ABB、ROCKWELL AB等的綜合數字保護裝置和自動化控制裝置。
IPDS™智慧型配電系統支持提供了多種通訊方式，包括通過RS485/422/232等串列通訊聯接到控制管理系統的計算機、PLC、DCS或RTU等。
構建
IPDS™智慧型配電系統的構件包括測控硬體、網路設備、網路介質、數據處理設備以及受控的一次電氣設備等。
硬體設備
一次配電用電設備
IPDS™智慧型配電系統的測控管理對象主要是實現電能供應和分配的電氣設備以及各用電設備，包括：
空氣絕緣或者複合絕緣的高低壓斷路器；
配電變壓器、柴油發電機組、電動機、不間斷電源系統（UPS）以及直流電源等；
無功最佳化補償（SVC）和電能諧波濾波（APF）等ePDS環保型配電設備，等。
測控管理硬體
IPDS™智慧型配電系統的測控管理功能主要依靠裝設在配用電設備上的下列裝置實現數據的採集和控制操作，包括：
電力測量、控制、管理裝置；
電動機、饋電迴路、發電機組、配電變壓器數字綜合保護裝置；
電動機保護控制管理單元、軟啟動器或變頻驅動裝置；
無功功率調節控制器；
可程式控制器PLC、柴油發電機組控制器，等。
數據通訊網路硬體
IPDS™智慧型配電系統通過現場匯流排網路實現系統管理軟體與下層測控管理裝置即配用電設備之間的數據和控制信息傳輸，包括下列網路硬體：
網路連線組件；
通訊介質，如同軸電纜、雙絞線、光纖、無線數據傳輸鏈路（如GPRS等）。
數據處理系統硬體
IPDS™智慧型配電系統的所有數據的收集存儲和分析處理以及操作控制主要由系統管理計算機平台實現，包括硬體：
系統伺服器和操作管理計算機；
數據匯集與協定處理設備（如智慧型通訊伺服器等）；
網路交換與路由設備；
網路瀏覽伺服器（選項）。
數據傳輸
IPDS™通過兩種標準工業網路實現數據傳輸：
MODBUS RTU，需要時可採用PROFIBUS；
TCP/IP工業乙太網絡。如果需要與上述兩種標準之外其他網路的進行集成連線和互聯，可通過IPDS™提供的通訊伺服器網關實現。
系統拓撲結構
IPDS™智慧型配電系統根據用戶配電系統規模可分為小規模系統、中型規模系統以及大型系統等。
小規模系統
下圖是採用IPDS™智慧型配電系統構建的一個單主機小型智慧型配電系統的拓撲結構，單主機系統也是構建大型智慧型配電系統的基礎和局部網路。
智慧型配電系統小拓撲圖結構典型適用對象適用於中小規模的用電單位，如較大規模的單體建築、配電設備相對集中且迴路數量不大的工廠、水廠和其他基礎設施等。
大型智慧型配電系統
對於大型工業企業、大型區域建築群（如大學城、大型居住區等）、大型工業園區（如港口、空港以及物流園區等），將採用以單主機智慧型配電系統為基礎的大型IPDS™智慧型配電系統，將所有單中心節點的局部系統採用高可靠性和數據通訊能力的網路實現全局聯網接入系統中央監控系統，構建數據共享交換，既可當地操作也能上傳下達的分層分布系統。
系統中央監控管理站
IPDS™智慧型配電系統在大型設施中套用時，根據用戶管理需要設定全設施統一的監控管理中心（CMS），又稱為全設施中央監控站，以方便進行全設施電系統的統一管理。
這樣的監控中心往往設定在與其他智慧型系統公用的建築內形成多專業多系統的統一調度管理控制中心。有關的實際中央監控站的情形可參見右圖。
IPDS™智慧型配電系統中央監控管理站包括主備伺服器、套用操作站、維護工程師站、報表印表機、告警管理設備以及網路通訊設備等，此外還包括系統工作電源系統（UPS）等。其他系統包括設施級的管理信息系統都從中央監控站接入IPDS™智慧型配電系統獲得有關電設施的運行數據。
大型智慧型配電系統的構建如上圖所示，將由通過網路聯結的全設施分區智慧型配電系統和中央監控站構成，是典型的分層分布網路結構，其中網路構成了全局和全設施監控管理中心的橋樑。
中央監控管理站典型拓撲結構
中央監控管理站典型拓撲結構分區智慧型配電系統（子站網路）
在類似大型工廠、園區建築、油田和港口基礎設施等大型設施中，供配電系統和用電設施基本是分散分布的，呈現多個區域中心的團組結構，因此建構全設施級智慧型配電系統時，最最佳化的系統框架將是以各區域中心為基礎的分散分布網路，其中每個分區智慧型配電系統構成一個小型IPDS™網路，成為IPDS™子站網路。
分區智慧型配電系統的通訊管理與數據處理由當地管理單元（IPDS™_LCU）執行。
IPDS™_LCU與本區域內安裝在高低壓一次配電設備上的數字綜合保護裝置、智慧型配電單元、電動機控制單元、柴油發電機組管理單元GMU、UPS智慧型管理模組、直流電源管理單元、電能質量淨化設備以及其他智慧型裝置或控制裝置進行數據通訊，實現對現場供配電系統和用電設施運行的測量監視管理，同時同設施中央監控站進行數據通訊，上傳運行數據接收下發管理控制指令。
IPDS™_LCU在需要時可以配置人機界面進行當地值班管理，一般由維護工程師使用移動維護站進行日常巡視維護。
網路結構
IPDS™智慧型配電系統中央監控管理站與分區IPDS™_LCU間數據通訊網路根據設施實際狀況可以採用多種通訊介質，網路結構也可隨需變化。
IPDS™智慧型配電系統套用於如下圖所示。
大型設施配電系統的典型架構
大型設施配電系統的典型架構IPDS™智慧型配電系統的測控管理對象是實現電能分配的各開關櫃和電容器櫃、變壓器、發電機、UPS電源等電氣設備。將傳統的配電開關櫃與帶有通訊功能的測量控制管理裝置相結合進行一體化功能集成後，就形成了新型的具有遠程參數測量、控制操作和管理的配電設備——智慧型配電開關櫃。
一次配電設備技術要求
完全的智慧型開關櫃具有實時工作狀態監測、電量及其他參數測量記錄、操作控制和設備狀況管理等幾大功能的就地與遠程自動實現手段，因此，開關櫃本身在機械結構與電氣性能上應滿足如下要求：
櫃體設計布局應便於安裝，操作簡便；
櫃體結構合理美觀，整體可靠性高；
所有需遙控迴路開關具備電動操作機構，能可靠電動操作；
電氣絕緣與防護良好，一次電路與二次測控通訊迴路分隔；
電流迴路具有測量用電流互感器；
具有與開關觸頭聯動的輔助觸點，且性能可靠；
屏面設計簡化常規指示儀表；
屏面預留測控管理裝置的安裝位置；
櫃內和櫃間連線應考慮信號線與通訊線纜的走線布置；
開關櫃內需考慮可靠的控制電源。
適用櫃體類型
IPDS™智慧型配電系統硬體和網路適應各類配電櫃型，包括高壓固定櫃與手車櫃，低壓開關櫃包括：固定式、抽屜式和固定分隔式等類型櫃體，如GGD、PLG、GCK、GCL、MNS、MCS、GCS、YDS，包括國內合資品牌MODAN6000、ID2000、MCC3000、PRISMA、BLOCKSET和ArTU等各種類型櫃體。
配電櫃開關迴路各類測控配置
技術檔案和圖紙
智慧型配電系統涉及多方面技術的相互配合，包括智慧型配電開關櫃的元器件選擇配置與二次接線的設計規劃細節，如需深入了解請洽本公司客戶技術服務部門獲取有關技術檔案和典型圖紙電子版。
軟體功能
系統軟體
IPDS™智慧型配電系統基於用戶設施和供配電系統地理布置的圖形化虛擬環境界面， 實現具有高度現場感的操作體驗，具有豐富的控制管理工具和圖形、聲音等多媒體功能，方便靈活的配電系統參數採集管理和設備遙控操作，詳盡的各類操作與故障等事件信息記錄。
此外，系統還提供下列高級數據分析功能軟體：
故障波形與電能質量分析FA&PQA；
電能成本分析管理CAM；
電能消耗趨勢分析ETA。
IPDS™智慧型配電系統軟體以開放平台監控軟體為基礎開發，具備可與其他系統集成的兼容和開放的接口與資料庫，如企業資源計畫ERP/MRP II（如SAP/R3等）、集成製造管理系統CIMS/MES和智慧型樓宇系統BAS等。
監測與控制操作功能
通過系統單線圖和圖形設施界面，可顯示設備狀態及實時運行參數，並可直接遠程控制開關及其他設備。
數據採集
系統採集來自測控管理裝置送來的參數，
模擬量(I、U、Hz、P、Q、kWh、溫度等)
狀態量（開/關、報警、變壓器分接頭位置、保護動作信號等）
數字量（頻率、電能量等）
脈衝量，等
進行模擬量數據的轉換、濾波、精度檢驗及資料庫更新等，並針對值域限值進行越限告警判斷；對狀態量數據進行取反、變位報警、復位報警、報警類型、變位記錄存檔、變位統計等處理並存儲。
狀態監測與報警
對於正常操作、異常狀態和事故等按告警重要性等級分類的多媒體告警，包括監控顯示器畫面和語音提示。
控制操作
對於所有裝設了帶有控制功能的測控管理裝置的一次電氣設備，在控制中心可控制操作和調節：
開關合分；
電容無功補償的投切；
電機的啟停；
直流系統充放電；
變壓器分接開關檔位投退；
發電機啟停，等
運行參數與歷史數據報表
對各電氣設備和系統運行參數進行匯總統計，並根據用戶要求生成和定時列印各類報表，包括：
分時、班次、日、月、季度和年度報表；
各設備參數和最值統計報表；
分區電量統計報表，等
歷史記錄與趨勢分析
系統收集各監測控制與管理裝置的實時數據並存儲在一個開放式資料庫中予以保存，系統可保存長時段（多年）的歷史記錄。系統可以標準和設定檔案格式隨時調用和列印上述歷史數據。
根據歷史數據記錄可進行各參數的年度、月度和日變化趨勢分析，進行分類和綜合比較分析，為業務流程最佳化和設備設施使用最佳化提供依據。
電能質量分析
系統軟體通過對測量參數中的K參數和諧波參數如THD以及波形記錄等，分析電能質量狀況，可根據分析結果對有害電能因素提出對策，防止設備損害。
故障分析與設備維護管理
系統依據帶時標的事件記錄(SOE)和波形記錄（WAVEFORM LOGGING）可進行故障和事件的成因分析；此外，系統統計開關等設備的狀態參數和累積壽命參數，可據此提出設備維護預告。
成本統計分析（CAM選項）
系統提供的輔助管理工具，幫助進行電能成本分攤分析，幫助實現業務的組織最佳化。
行業套用
IPDS™智慧型配電系統廣泛套用於大型建築、製造業、基礎設施、鋼鐵冶金、礦山與油氣開採、電信、軌道交通、機場港口和大型物流設施等眾多行業場合。
基礎設施
捷運與軌道交通、交通樞紐、口岸、港口、機場和水處理等基礎設施運轉動力來源於電能源，每天的電能消耗以及龐大的供配電設施運營是這些設施最大的運營成本之一。IPDS™能夠幫助提升設施運行管理效率，降低設施運營能耗成本。
重化工業
鋼鐵冶金、石油化工、水泥與建材等重化工業是典型高能耗工業，生產資源成本中能源成本在占比極大。IPDS™對電能源消耗進行實時管控，能夠提高供用電設施和設備運行管理效率降低運營成本，幫助企業履行環境保護與全球可持續發展義務實現節能減排目標。
製造業
汽車、電子、造船、輪胎、紙漿與造紙、食品與紡織等製造業企業，IPDS™智慧型配電系統能夠保障配電系統設施的可靠性和可用率，幫助建立精益化生產管理。
石油天然氣開採與採礦
油田、海上平台、煤礦等，IPDS™智慧型配電系統不僅能夠實現設施運行的管理效率提升，同時還為設施運營能耗成本控制提供了強力工具。
能源工業
熱力發電廠、水力發電廠、核電廠和供熱電站等能源企業，本身需要消耗大量電能源。IPDS™可以對企業自用配電設施和用電設施實現管控，幫助提高電氣設施運行管理效率，最佳化廠內能源消耗。
建築設施
醫院、大學、商業樓宇、酒店、會展建築、購物中心等建築設施日常運營費用最大成本為電能成本。IPDS™能夠幫助提高建築設施管理效率和建築設施供電可靠性，降低能耗水平。
關係網
公司名稱 | ||||
公司產品 | ||||
系統級產品 | 全時能效管控系統 | 末端負載能效管控系統 | ||
硬體級產品 | 智慧型測控設備系類 | IM系列電力智慧型監測儀表 | SM系列電力智慧型監測儀表 | P系列電力智慧型測控儀表 |
E系列能效管控儀表 | EFM系列中央空調驅動櫃 | |||
智慧型測控設備硬體 | PM60電力智慧型監測儀表 | PSM60電力智慧型監測儀表 | PCM60電力智慧型測控儀表 | |
EFM96能效管控儀表 | EFM1500能效管控儀表 | EFM1600能效管控儀表 | ||
EFM1930能效管控儀表 | EFM9000能效管控儀表 | …… | ||
電能質量改善設備 | 有源動態無功諧波調節器 | |||
網路通訊設備 | HYD4口通訊管理機 | HYD16口通訊管理機 | ||
公司技術 | ||||
典型案例 | ||||
南方中集能效管控系統 | 上海虹橋交通樞紐能效管控系統 | |||
京滬高鐵能效管控系統 | …… | |||
