一、引言
客户工业园区经过十几年的建设与发展，工厂生产运作已经进入稳定发展时期。园区的电力监控系统自投运以来，运行稳定，性能可靠，为园区可靠供电提供了保证。随着云、大、物、移、智为代表的新技术快速发展，这些新技术不断应用电力监控、工业能源管理领域，为工业企业提升综合能源管理和管理水平创造了条件。基于企业管理和发展需求，园区领导提出对引进先进管理手段和方法，提升园区配电管理水平。希望能够通过对园区原有系统的改造提升园区配电管理、运行维护、人员效率、供电质量等方面的水平，达到提高工作效率、降低人工成本、节能降耗的目的。
二、系统情况
2.1 站点分布情况
厂区主要有两幢建筑物，它们之间有一条通道，总长150米，宽60米，4层楼。共有11个配电室，有3个配电室配置监控系统，其余未接入。
2.1 配电室情况
不同厂区电力系统承建商有多家，建造时间不一样，有许多电力仪表还是老式机械表。有的配电室在车间旁边，有的在楼顶，分布不一。新系统服务器将会部署在1号楼3楼通讯机房内，离最远配电室直接距离150米。
2.1 通信网络
绝大部分配电室未铺设通信网络和设备。根据客户要求，电力系统通讯与企业内部局域网独立，需要另外铺设网络。小部分配电室开关柜已铺设 RS485 通讯总线。
三、建设目标
- 铺设电力系统专用通信网络，实现电力设备通信全覆盖，考虑到预留以后扩展空间，提高对网络带宽的要求。升级采用千兆交换机替换各配电室原百兆交换机。每幢楼有独立子网络，两幢楼之间采用光纤连接，需规划光纤路径并增加相应通讯设备。
- 建立集中监控平台，实现集中控制、统一管理；企业局域网能访问监控平台服务器，服务器没有外网权限。维护周期内提供一台远程主机给拓扑未来公司，方便远程运维系统，解决问题。
- 建设运维管理平台，提高配电自动化水平，提高人员效率，实现各变配电室的无人值守，降低管理成本，提高企业电力运维管理水平。
- 实现供电数据的自动采集、自动记录、自动存储，减少抄表人员数量，减轻抄表人员工作量，提高效率。
- 集中电力监控、供电数据自动抄表、运维管理共同组成新的综合能源管理平台。为今后综合能源大数据挖掘、分析，实现集团级节能减排、能源管控创造条件。
四、系统功能
综合能源管理系统主要包括电力设备管理、大屏显示，实时监控画面、报表、事件报警、数据采集、权限管理、故障波形分析等所有功能，尽可能的减少运维人员对新系统的熟悉、学习时间，保证系统升级后的平稳过渡。
4.1 设备管理
各种能源设备的运行状态和实时数据显示，实时报警功能。设备掉线故障记录，通讯质量监测。主要包括设备运行状态及关键参数监视以及设备维护检修管理。支持录入、查询和修改指定设备对象的维护、检修记录。包括项目名称、设备名称、检修时间、检修人、问题现象描述以及检修结果等详细内容。检修人有权对自己提交的维护检修内容进行修改。支持通过选择设备对象、查询起止时段来筛选查询目标维护记录。支持为不同设备对象设定定期检修计划，如下次检修日期等，到指定日期后系统自动生产设备检修提醒。
4.2 电能质量监测
配合高端智能电表，监视电网供电质量，包括电网电压缺相、电压不平衡、谐波测量和越限、谐波畸变率、电压暂升暂降、电压波动及闪变、频率异常波动。满足对重要回路以及电机启动回路电压暂态分析的需求。可以实现对电机启动电流波形的记录展示。
4.3 综合能效分析
根据实际耗能统计结果与产出进行比较，算出单位产出的能耗量，并形成产出与能耗的对比曲线，实现能源的可视化和能效的透明化。对重点能耗设备（暖通系统及空压系统）进行参数监控和分析，为节能技改项目提供数据基础。
4.4 峰平谷管理
通过对峰谷平用电情况分析，结合企业生产安排中削峰填谷的可行性，监管生产安排和设备检修时间，计算平均电价，以达到降低综合电费的目标。
4.5 能效统计
可查询当前所选项目对象的总用电量数据展示，包括本年、本月、本日耗电量以及本月日耗电量的变化趋势棒图，可支持日耗电量趋势棒图的同比分析。
支持自行选择具体设备对象回路查看该回路的用电量数据展示。包括本年、本月、本日耗电量以及本年、月、日耗电量的变化趋势棒图。
能效评估报告。定期(如每月)生成针对所选项目对象的总体用能评估报告，对项目在本周期内的用电量变化、用电状态告警、峰谷平分时用电占比以及区域或分项用电占比、超标用电设备等情况进行智能化判断，并自动生成评估报告，用于综合汇总展示。
输出自定义能耗统计报表、分类分项能耗报表。支持在线查看和导出各类报表。
五、系统部署
5.1 数据采集
多功能电力仪表都配备RS485接口，使用专门RS485通信线以手拉手方式连接，最终连接到拓扑未来物联网关，数据经过分析转换再通过网络接口传送出去。
物联网关每个RS485接口最多支持32个终端设备，一台网关4个RS485接口，最多可以连接128个终端设备。需要注意的是，一条485总线上节点数量的限制条件是：有源驱动器的总电流负载。是用单位负载来衡量RS485总线驱动能力的，单位负载的定义则是根据标准的485总线接收器的输入阻抗（12Kohm）来定义的。由于现场许多RS485终端设备是第三方公司产品，不知道RS485输入阻抗等规格，所以现场最好用示波器测量，保证数据传输时A、B两端压差超过200mV，否则要少点终端设备。
5.2 网络部署
厂区范围大，环境复杂，为保证通信质量，整体偏向有线网络部署。终端设备就近通过RS485总线连接拓扑未来物联网关，再通过以太网接入交换机。两幢建筑物之前的交换机使用光纤连接，要求对接的交换机带光口。
因为电力系统网络与客户办公网络是相互独立，选用的服务器（DELL R350）带有多个网口，所以两片网络分别接入服务器的两个网口，这样既保证数据的正常访问也能实现流量隔离的功能。后续如果电力系统通信网络增容或添加视频设备，也不会影响客户办公网络。
六、问题与挑战
多个厂家的电力仪表
有多个厂家多种型号的电力仪表，客户提供的设备资料并不齐全，需要研发人员自行查找资料，或推动客户去问第三方设备供应商提供资料。由于研发也没有样机，只能顶着炎热的天气在现场调测各种终端设备。
现场网络调测
由于网络部署范围比较大，线路也经过几个交换机中转，给现场部署的同事带来一定的困难。而且工厂室内环境复杂，有许多信号不一定能到达，现场部署时对讲机与手机并用，有时还需要走到有信号的地方沟通，沟通完再回到机房调整。
七、带来价值
- 园区变配电室全部纳入监控范围，减少监视盲区。由周期性巡检、纸质化记录、人为经验式预警升级为实时监测、平台式预警，构建多维度的设备预警体系，为设备提供更可靠的安全保障。
- 通过实时监控、多维度预警、多种方式报警通知，减少人工、减少监控死角，实现少人、无人值守，降低人力成本，综合效益高。
- 供电故障是否能快速处理并及时恢复生产、供电潜在隐患是否能有效排查，受值班人员的技术水平，平台化运维后可以做到专家资源复用，提高运维专业化水平。
八、展望未来
该项目已经稳定运行两年，根据定期回访和运维的反馈，客户已经能熟练使用系统。而且客户已经对一年用电数据分析研讨过，制定了一套节能减排的方案。
物联网的技术前景是广阔的，需要我们踏实落实好用户需求，做好一个一个细分方案。未来还会有更多的新的技术出现，反过来推动市场的发展。《国家”十二五”规划纲要》里，物联网更是由“战略性新兴产业”升级成为“国家发展战略”，所以投身于物联网的技术研发，是很有前景的一件事情。