一、引言
在数字经济高速发展、前瞻技术加速创新和社会需求革命的驱动下，智慧园区的未来发展将呈现数智化、融合化、人本化、韧性化和绿色化五大趋势。园区业务场景和商业模式不断升级和革新，向着生态化、智慧化和可持续发展的有机生命体不断演进。以数治替代人治的智能化运营将逐渐成为主流模式，清远开发区某高新园区电能计费系统是其智慧园区升级改造项目其中一项重要措施。深圳拓扑未来有幸参与了这个项目。
二、背景介绍
客户是清远市高新区某高新园区业主，该园区有20+栋建筑，包括厂房、工业大厦、科创中心以及住宅楼，一期已有7栋建筑投入使用。将打造成高标准、高质量—站式服务配套齐全的科技产业园。
该园区的工业厂房可租可售，入驻企业有科创行业，制造业，个体户。园区也提供人才公寓作为配套设施，对园区内企业出租。不同行业用电需求不一，个体商业用电与公寓生活用电单价不同，客户希望有一套电力收费系统来帮忙他们自动处理差异，合理输出每个入驻企业的月度用电量及费用。
国家对节能环保的重视程度不断提升，鼓励企业向数字化能源管理转型，建立数字能源管理制度。园区建立数字信息化能源管理系统有助于整理和改进电力线路及设施；采集各节点用能数据，结合工厂生产运行实际情况，分析用能数据；制定合理的能耗评价指标。
三、项目评估阶段
3.1 现场评估交流
经过工程师和客户在工业园区多次现场评估沟通，对项目情况有深刻理解。
1. 电机房内电力设施均已使用，单相计量仪表通讯协议DLT645-2007，三相电力仪表使用Modbus协议。
2. 通讯网络并未建立，需要建立RS485星型通讯网络和以太网等通信网络，主干网络使用光纤连接。
3. 系统需要适应长驻短租，公寓个体户工业用电差异，适配广东省峰谷政策。
3.2 项目目标
1. 主要能源的数据采集和计量，功率因素、谐波、系统等动态运行监控。
2. 月度汇总计费，输出计费项目及数据，支持租户配置变更，支持单价等因素配置功能。
3. 实现数据采集网络，实现数据传送通讯网络，支持本地局域网接入及云端查看。
3.3 项目方案
硬件及网络：
1. 在工业厂房的租户入口处添加智能高精度电力仪表，监测电能质量。在电力机房及机柜增加温湿度传感器，监控电力设备的健康情况。
2. 部署RS485采集网关和RS485线路，采集 DLT-645 电力终端设备及 Modubs 传感器设备数据。
3. 部署以太网及光纤线路，网络交换机。数据接入园区管理业务局域网。
4. 在客户空调机房部署电能计费系统服务器及软件系统。
下图为深圳拓扑未来自研物联网关：
软件功能：
1. 设备监控功能
对现有各种能源进行组态，直观显示各种能源设备的运行状态和实时数据进行显示，并提供实时报警功能，平台支路自主组态功能。
2. 超阈值提醒功能
对机房环境及计量设备温湿度监控，超过阈值则产生告警，让客户电力运维人员及时排除隐患。
3. 电费计量功能
按用电类型分类，汇总月度用电数据，客户根据电网电价配置电费价格，计算各租户月度电费，输出用电详情及简洁电费单。
4. 峰平谷管理
根据现行广东省峰平谷用电制度设计计费标准，支持费率，时间段修改，支持模板保存等功能，以适应政策的变化。
5. 能源报表
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。
6. 电能质量监测
对工厂所有设备的电能质量进行监测，功率因数，三相电压电流不平衡，三相电压电流谐波监测等，出具电能质量评估报告，提出电能质量节能及改进方案。
四、项目实施阶段
4.1 软件功能开发
1. 数据归类与处理：
对采集数据按部门，支线，重点关注设施和系统分类配置。设计图表，曲线，报表等数据展示样式，方便数据对比分析。
2. 网络架构：
根据客户厂房和办公区域分布以及网络限定整体规划，确保施工阶段一次性实施到位。
3. 用户界面:
根据客户定制要求修改系统及APP界面，包括logo，人机交互，工单流程等修改。
4. 峰平谷配置管理：
根据政策文件，7，8，9三个月实行峰平谷，也有超过35℃时特殊处理。客户希望通过灵活配置来解决这些问题。
5. 电费计量和报表：
– 配置变量曲线数据来源，方便客户对比多项指标变化趋势。
– 月统计数据对比分析功能及配置，包括各支线历月用电对比，同比变化趋势等。
– 用能成本统计模块数据来源及单价配置。
4.2 现场施工
由专业电气工程师到客户现场安装部署各种强电，弱电设施及线路。由于不能影响客户日常生产运作，在客户电力部门配合下，合理调整现场部署工作的时间，需要断电的施工则错开生产时间，并保证在下一个班次前保证施工完成，并确保不对生产造成隐患和影响。
经过一个星期的施工，完成了4栋工业厂房，1栋公寓（15层每层1个配电室）线路铺设，完成园区内光纤网络铺设，顺利接入园区局域网。
4.4 部署集成
通信设备及线路安装完成后，系统服务器进场，负责部署系统的软件工程师及电气工程师配合，调测所有电力设施和线路，确保设备的稳定性和可靠性，确保通信链路通畅。经过跑流测试及数据采集测试后，确认现场施工工作圆满完成，软件工程师开始部署园区电能计费系统。
4.5 测试与优化
数据及系统正常运行后，开始采集电能数据，采集一段时间后，再到现场查看真实数据并对计费等功能模块进行测试，全部测试通过后优化服务器，验证系统性能达标。
4.6 培训与服务
系统正常运行后，根据协定，拓扑未来公司提供一年的系统维护服务，与客户一同输出每个月的计费数据及结果，如果系统存在问题或者租户有疑问，我们协同解决。在维护期间对客户的系统运维进行培训，一起学习系统使用，输出说明书及相关文档，保证客户后面能顺利愉快地使用系统。
4.7 问题与挑战
– 计费系统需要根据客户应用场景开发，涉及租户类型多样，要支持租户经常变动，要支持公摊等功能。
– 配电室内有多种设备，有些文档资料欠缺，需要自行解决设备连接的问题。
五、 交付清单
六、 总结
通过这个案例我们参与了现代智慧园区管理的实践，提升了自身电力能源计费相关经验，也看到物联网技术对传统行业带来的提升。成功帮助客户实现远程抄表计费功能；实现各配电室安全监管；实现各租户电能质量监管功能；帮助客户实现国家政府倡导的向数字化能源管理转型的目标。
让我们看到工业物联网技术可以提升能源管理利用的效率，还能实现经济效益和社会效益的双赢。在将来，智慧园区业务场景和商业模式不断升级和革新，物联网技术市场需求也越显丰富，前景与未来充满机遇。
