一、引言
深圳拓扑未来基于物联网的电力运维系统将云计算、大数据与人工智能对采集的数据进行挖掘整合、共享交换，并以数字全息投影的信息技术手段将数据立体化呈现。满足用户监测众多电力回路运行状态和参数、配电室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视频场景等需求，实现一个数据中心，统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收报警，工单处理等管理工作。
深圳拓扑未来电力运维系统已商用到多个企业客户的园区和工厂，这里例举一个成功案例来说明该系统的功能。
二、背景介绍
客户是某上市企业旗下子公司，工厂位于广州市南沙区，该企业拥有完善的管理体系，并积极响应国家号召，推进数字化能源管理，制定企业旗下工厂能源监控，节能减排制度。深圳拓扑未来承接了电力运维管理系统的设计与实施，旨在通过该系统实现集中管理和检测，实现智能化数字化配电系统。
三、系统实现
实时组态监控
- 变配电系统的电气主接线图展示，实时监测并直观呈现全电量参数以及开关断路器状态。
- 基于高低压开关柜平面，可视化实时展示全电量、开关状态信息、温湿度、电量数据等数据。
- 变电站/配电室环境参数实时监测，越限告警。
- 重要用能设备/系统运行状态及用能参数的实时监测。
- 对外接口提供多种开放式接口，可以和其他程序实现数据交换。包括 WebService、OPC UA Server、Modbus Server等。
设备管理功能
设备支持查看设备详情，属性值，告警等信息。每个设备都会有几个系统定义好的属性，例如在线状态，上一次在线时间点等。这些属性不需要用户在产品或者设备中定义。遥测数据是时间序列值，是特殊的属性值，系统会记录每次上报的值和时间缀，以便后面通过曲线之类查看该”属性”历史变化。
数据分析与查询
- 设备实时及历史数据查询，企业自主添加多个设备多个变量，通过曲线对比查询。
- 支持曲线、表格等样式数据展示，支持对比分析和导出。
- 用户可自定义报表，报表时间和格式均可根据实际需求进行自定义和配置。
能源管理功能
- 分时用能计量，支持分时方案设置，支持分时费率设置。
- 支持费率设置，以及多成本核算方案的设置与绑定
- 成本趋势展示，包括综合成本概览、分类成本占比、支路成本等.
- 每月能源统计，数据汇总生成报表，支持报表导出。
四、项目实施
设备连接和数据采集
- 多功能电力仪表都具备RS485接口，使用专门RS485通信线以手拉手方式连接，大部分线路在低压开关柜出厂前已铺设好。拓扑未来 RS485 物联网关每个RS485接口最多支持32个终端设备，该项目有4排低压开关柜，每排有20-30个多功能电力仪表，采用一台4口的拓扑未来 RS485 物联网关能把所有多功能电力仪表连接起来。
- 高压开关柜母线温感负责测量母线温度，采用交流取电方式供电，使用433MHz无线通信方式传输数据。因为都在同一个配电室内，只需要一台433MHz接收设备即可。接收设备再通过 RS485 与物联网关连接，使用Modbus协议，接收设备作为从端设备，网关作为主端设备。
- 配电室多个温湿度传感器使用RS485方式与物联网关通信，实时采集环境数据。在南方，空气湿度大时，需要打开风机来降低湿度。
网络架构
数据在局域网内传输，服务器与网关之间的距离也比较近，使用交换机把两台网关和服务器部署在同一个子网。服务器向客户的网络管理员申请静态IP，网关则使用DHCP获取动态IP。因此，整个系统设备之间的网络链接手段包括433MHz无线通信，RS485串口通信，以太网通信。
系统部署
系统采用一台 DELL PowerEdge R350 机架式服务器，配置参数：
CPU – 英特尔® 至强® E-2324G 3.1GHz, 8M 缓存, 4C/4T, Turbo (65W), 3200 MT/s
内存 – 16GB UDIMM, 3200MT/s, ECC
硬盘 – 500 GB 固态硬盘 + 8 TB 7200转机械硬盘 * 2
在拓扑未来研发办公室安装好Centos操作系统(Linux)后，安装部署电力运维系统。服务器进客户现场后做配置和测试，与网关一起做设备与数据链路调试，确保所有设备连接成功，需要的数据都能顺利采集，系统运行正常。
五、问题与挑战
项目是在新冠疫情时期部署的，期间太多不确定性，我们做好心理准备，以应对各种困难，同事们顶住了压力，最后顺利按时交付完成。
六、总结
经过团队的不懈努力和紧密合作，我们成功交付了基于物联网的电力运维系统。系统稳定的网络连接性能，高效的数据处理能力，实用的业务功能，为客户提供了卓越的智能解决方案。也让我们对于物联网在工业，电力行业的应用前景充满信心。