1、.并网光伏发电系统工程设计实例实例1 10 kW并网光伏发电系统设计太阳能并网光伏发电系统设计的总则是：(1)并网光伏发电系统的配电系统是在原有的基础上增加的，采取尽量不改造原有配电回路的原则。因此，将光伏发电系统的并网点选择在低压配电柜上。(2)考虑到并网光伏发电系统在安装及使用过程中的安全性及可靠性，在并网逆变器直流输人端加装直流配电接线箱。(3)并网逆变器采用三相四线制输出方式。1.并网光伏发电系统组成10kW级的并网光伏发电系统采用集中并网方案，通过1台SGLOK3并网逆变器接AC380 V/50 Hz三相交流低压电网进行并网发电。并网光伏发电系统的主要组成包括：太阳能电池组件及其支架
2、；直流防雷配电柜；光伏并网逆变器(带工频隔离)；交流防雷配电柜；系统通信及监控装置；系统发电计量装置；系统防雷接地装置；土建及配电房等基础设施；整个系统的电缆连接线。10 kw级的并网光伏发电系统的太阳电池子阵列采取经过直流防雷配电柜汇流后输入到光伏并网逆变器，再经过交流防雷配电柜接入AC 220 V/50 Hz三相交流低压电网。另外系统配有通信软件和监控装置，实时监测系统的运行状态和工作参数，并存储相关的历史数据。2.光伏并网逆变器的选择针对10 kW的并网光伏发电系统，整个系统选用型号为SG10K3的光伏并网逆变器1台。SG10K3光伏并网逆变器采用美国T1公司32位专用DSP(LF240
3、7A)控制芯片，主电路采用智能功率IPM模块，运用电流控制型PWM有源逆变技术和优质高效隔离变压器，实现太阳能电池阵列和电网之间的相互隔离，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。该并网逆变器的主要技术性能特点如下：(1)具有直流输人手动分断开关，交流电网手动分断开关。(2)具有先进的孤岛效应检测方案。(3)具有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能。(4)宽直流输人电压范围(220450 V)，整机效率高达93%。(5)人性化的LCD液晶界面，通过按键操作，液晶显示屏(LCD)可清晰显示实时信息。(6)逆变器具有完善的监控功能能存储运行数据、实时故障
4、数据、历史故障数据、总发电量数据、历史发电量数据。(7)可提供RS-485或Ethernet（以太网）远程通信接口，其中RS-485遵循Modbus通信协议；Ethernet（以太网）接口支持TCP/IP协议，支持动态(DHCP)或静态获取IP地址。SG10K3并网逆变器技术参数见表6-26。SG10K3并网逆变器技术参数型 号SG10K3夜间自耗电10W隔离方式工频变压器保护功能极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、直流过载保护、接地保护等最大太阳电池阵列功率12kW通信接口RS-485或以太网（选配）最大阵列开路电压450V DC使用环境温度-10+40太阳电池最大功率点跟踪（M
5、PPT）范围220450V DC使用环境湿度095%，不结露最大阵列输入电流50A噪声45dBMPPT精度99%尺寸（深宽高）350mm569mm243mm额定交流输出功率10kW防护等级IP20（室内）总电流波形畸变率3%（额定功率时）电网监控按照UL1741标准功率因数0.99电磁兼容EN50081 part1，EN50082 part1最大效率94%电磁干扰EN6-1000-3-4允许电网电压范围（三相）320440VAC认证CE允许电网频率范围4751.5Hz注：从太阳能电池组件到接线箱、从接线箱到逆变器以及从逆变器到并网交流配电柜的电力电缆应尽可能保持在最短距离，减小线路的压降损失，
6、提高系统的输出能量；减小电缆尺寸以降低成本，同时减轻屋顶负荷并增加其灵活性；由于连接电缆的长度较长，应尽可能按最短距离布置电缆。通常，在进行太阳能光伏电站设计时，需要将直流部分的线路损耗控制在3%4%。3.太阳电池阵列的设计根据10 kW的并网光伏发电系统安装地点的气象信息，选用的单块太阳能电池组件的主要技术参数如下：功率为180W：开路电压为40V：最佳工作电压为34V。如采用180W组件，单串太阳能电池的太阳能电池组件构成一个串列，串联的组件数量NS=280/348（块），这样单个太阳能电池阵列的功率PC=8180 W=1440 W；一台SG10K3逆变器需要配置太阳电池子串列的数量NP=
7、10000/14407(组)，则10 kW的太阳电池阵列单元设计为7个串列并联，共计56块太阳能电池组件，实际功率达到10080 W。共需要56块180 W的太阳能电池组件，组成7个太阳能电池阵列。4.直流、交流防雷配电柜设计系统配置1台直流防雷配电柜，按照1个10 kW的直流配电单元进行设计，每个直流配电单元经过直流断路器和防雷器后输入到SG10K3的光伏并网逆变器。系统配置1台交流防雷配电柜，按照1个10 kW的交流配电单元进行设计，每台逆变器的交流输出接入交流配电柜，经交流断路器并入单相交流低压电网。交流配电柜配有交流电压表和电流表，可以直观地显示电网侧电压及电流，配置电度表用来计量系统
8、的发电量，并在电网侧配置总防雷器。5.监控装置系统采用高性能工业控制PC作为系统的监控主机，可以连续每天24 h不间断对所有的并网逆变器进行运行数据的监测。工控机和所有光伏并网逆变器之间的通信可采用RS-485总线或Ethemet(以太网)。并网光伏发电系统的监测软件使用光伏并网系统专用网络版监测软件SPS-PVNET(Vel2.0)。该软件可连续记录运行数据和故障数据。选用大的液晶电视作为显示输出接口，这样将具有非常好的显示效果。实例2 100 kW并网光伏发电系统设计1) 集中并网光伏发电系统2) 屋顶支架系统3) 数据采集及监控系统数据采集系统由并网光伏发电系统关键数据采集系统和气象数据
9、采集系统构成，并网光伏发电系统关键数据由集中并网逆变器采集存储，并网光伏发电系统关键数据采集系统主要采集直流侧电压、电流，电网各相电压、电流，毎日发电量、总发电量等；气象数据则由专门采集系统进行采集存储，气象数据采集包括倾斜面辐照、水平面辐照、散射辐照、直接辐射、风向、风速、雨量、环境温度、组件温度等有关数据。两套数据采集系统通过RS-485通信可在上位PC监控系统显示存储的数据和信息及系统的工作状态，并可以通过卫星发射器进行异地远程数据传输。4) 交流升压变压器根据单台逆变器的容量大小，升压变压器选择如下：SC9-400/101122.5%/0.4 kv；空载损耗960W；负载损耗(120)
10、4210W；阻抗电压4V；空载电流1.2A；噪声48dB；外形尺寸(本体)为1320mm760mm1390mm。变压器的技术参数/技术规范：电压等级635 kW;容量范围3010000 kVA；调压方式为无励磁调压或有载调压(配真空或空气有载开关)；分接范围为22.5%(无励磁调压)、42.5%(有载调压)或其他；频率为50Hz或60Hz；相数为三相；连接组别为Yyn0,Dynll,Yd11或其他；短路阻抗为标准阻抗或用户要求；使用环境为相对湿度100%，环境温度不高于40；温升限值为100K；冷却方式为自冷(AN)或风冷(AF)；防护等级为IP00、IP20(户内)、IP23(户外）；绝缘等
11、级为F级；绝缘水平为10kV级工频耐压35 kV、冲击耐压75 kV,20 kV级工频耐压50 kV、冲击耐压125 kV,35 kV级工频耐压70 kV、冲击耐压170 kV。5) 并网接入点的选择对于大型公用建筑BIPV系统的建设，常需要考虑到该建筑的现有电力设施以及电力负载的实际情况，对于并网接入点数量以及位置的选择的基本原则是：(1)对于光伏系统的并网接入方式，其基本原则是首先满足本地负载的需求，在满足本地负载需求之后才将多余的电能输入电网。因为公用电网的电力分配和传输是有能量损耗的，目前我国的电网的传输能量损耗比较大，达到5%10%。所以对于光伏发电系统所发的电能，基本做法是就地产生
12、，就地消耗，这样能够提高能源的利用率，减少能源在传输中无谓的损失。(2)保证光伏发电系统所发电的电力分配与负载的实际工作情况相匹配，尽量使得光伏发电系统的发电曲线和负载的需求曲线相一致，最大限度地提高光伏电能的利用效能；常见的并网光伏发电系统一般选择一个并网点集中并网，但是大型公共建筑通常有比较大的电力供应系统，根据实际需要可以选择多个并网点，均衡匹配多台供电变压器的负荷，以免集中于单个变压器时出现逆流。根据使用的逆变器的情况，可以考虑使用4个或4个以上的并网接入点。实例4 300 kw并网光伏发电系统设计1.系统组成并网光伏发电系统主要组成如下：太阳能电池组件及其支架；太阳能电池阵列防雷汇流
13、箱；直流防雷配电柜；光伏并网逆变器(带工频隔离变压器)；系统的通信监控装置；系统的防雷及接地装置；土建、配电房等基础设施；系统的连接电缆及防护材料。2.方案一将系统分成3个100 kw的并网发电单元，通过3台SG100K3(100 kw)并网逆变器接入0.4 kv交流电网，实现并网发电功能；系统的太阳能电池组件可选用国产功率为210 W的多晶硅太阳能电池组件，其工作电压约为29.6V，开路电压约为36.5V。根据SG100K3并网逆变器的MPPT工作电压范围(450820 V)，每个太阳能电池阵列按照20块太阳能电池组件串联进行设计，300kW的并网单元需配置72个太阳能电池组件，共1440块
14、太阳能电池组件，其功率为302.4kW。为了减少太阳能电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过太阳能电池阵列防雷汇流箱(简称“汇流箱”)将太阳能电池阵列进行汇流。此系统还要配置直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元。其中，直流防雷配电单元是将汇流箱进行配电汇流，分别接入3台SG100K3逆变器；经三相计量表后接入电网。另外，系统应配置1套监控装置，可采用RS-485或Ethernet（以太网）的通信方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。方案一并网发电示意图如图6-30所示。1)太阳能电池阵列汇流箱的设计(PVS-8M)针对
15、总体设计“方案一”中逆变器和太阳能电池组件的选择，配置型号为PVS-8M防雷汇流箱9台，其有8路直流输人，汇流箱的每路均有电流检测。该汇流箱的接线方式为8进1出，即把相同规格的8路太阳能电池阵列输入经汇流后输出1路直流。该汇流箱具有以下特点：(1)防护等级IP65，防水、防灰、防锈、防晒，能够满足室外安装使用要求。(2)可同时接入8路太阳能电池阵列，每路太阳能电池阵列的允许最大电流10 A。(3)宽直流电压输入范围，最大接入开路电压可达1000 V。(4)每路太阳能电池阵列的正负极都配有光伏专用高压直流熔丝进行保护。(5)汇流箱配有8路电流监控装置，对每1路太阳能电池阵列进行电流监控，通过RS
16、-485通信接口上传到上位机监控装置。(6)直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用防雷器。(7)直流输出母线端配有可分断的直流断路器。汇流箱的电气原理框图如图6-31所示。2)直流防雷配电柜的设计(PMD-D300K)太阳能电池阵列汇流箱通过电缆接入到直流防雷配电柜，按照1个300 kw并网发电单元进行设计，需要配置1台直流防雷配电柜PMD-D300K(300 kw)，主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后，经直流断路器和防反二极管汇流、防雷，再分别接入3台SG100K3(100 kw)并网逆变器，以方便操作和维护。电气原理框图如图6-32所示。3)并网逆变器(SG100K3)S
17、G100K3(100 kw)光伏并网逆变器智能化程度高，每天自动启停工作，无需人为控制。采用美国TI公司32位专用DSP控制芯片精确控制并网逆变器；主电路采用先进的智能功率IPM模块，运用电流控制型PWM有源逆变技术和优质高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。该并网逆变器的主要性能特点如下:(1)宽直流输入电压范围，最高可达1000 V(可选)。(2)最高转换效率达97.0%。(3)最大功率点跟踪(MPPT)效率99.9%。(4)精确的输出电能计量。(5)具有先进的孤岛效应检测方案及完善的监控功能；完善的保护功能。(6)模块化设计，方便
18、安装与维护；适应高海拔应用(6000 m)。(7)人性化的LCD人机界面，中英文菜单，可实时显示各项运行数据、故障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据。(8)提供RS-485(标配)或以太网(选配)通信接口。并网逆变器通过三相桥式变换器，将太阳能电池阵列输出直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压输入至三相变压器隔离升压后并入电网。为了使太阳能电池阵列以最大功率发电，在直流侧使用了先进的MPPT(最大功率点跟踪)算法。SG100 K3技术指标见表6-31。SG100 K3技术指标型 号SG100K3型号SG100K3隔离方式工频变压器夜间自耗电30W最大太阳
19、能电池阵列功率110kW额定电网电压400 VAC最大阵列开路电压880 VDC允许电网电压范围（三相）330450 VAC太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围480820 VDC额定电网频率50 Hz/60Hz最大阵列输入电流250A保护功能极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护等最大输入路数6通信接口RS-485标配、以太网（选配）、GRPS（选配）MPPT精度99%使用环境温度-20+55额定交流输出功率100kW使用环境湿度095%，不结露总电流波形畸变率3%（额定功率时）冷却方式风冷功率因数0.99噪声60dB最大效率97.0%（含变压器）尺寸（深宽高）
20、1020mm1964mm770mm欧洲效率96.7%（含变压器）防护等级IP20（室内）允许电网频率范围4751.5Hz/5761.5Hz重量900kg3. 方案二将系统分为6个50kW的并网发电单元，通过6台SG50K3（50kW）并网逆变器接入0.4kW交流电网，实现并网发电功能。4. 监控装置5. 接入电网方案本系统采用的三相并网逆变器直接并入三相低压交流电网（AC 380V,50 Hz），使用独立的N线和接地线，适应的电网参数见表6-33。表6-33 电网参数序 号项 目内 容1配电系统方式TN-S母线（独立的N线和PE线）2系统电压AC380/220V3额定频率50 Hz4系统接入方
21、式中性点直接接地6. 接地及防雷为了保证并网光伏发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因素导致系统器件的损坏等情况发生，系统的防雷接地装置必不可少。可根据整个系统情况合理设计交流防雷配电、接地装置及防雷措施。系统的防雷接地装置措施有：(1)地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳能电池方阵基础建设的同时，选择在配电室附近土层较厚、潮湿的地点，挖12 m深地线坑，采用40 mm 40 mm扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用10 mm 2铜芯电缆，接地电阻应小于4。(2)在配电室附近建一避雷针，高15m，并单独做一地线，方法同上，若配电室在地下室或已被周边高大的建筑物的避雷设施保护
22、区覆盖了，就不需要避雷针。(3)直流侧防雷措施。电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接入太阳能电池阵列防雷汇流箱，汇流箱内已含高压防雷器保护装置，电池阵列汇流后再接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。(4)交流侧防雷措施。毎台逆变器的交流输出经交流防雷配电柜接入电网(用户自备)，可有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏，所有的机柜要有良好的接地。7. 设备配置清单根据上述系统设计得设备配置清单见表6-34。6-34 设备配置清单序 号并网发电方式逆变控制设备电网接入等级汇流箱直流配电装置逆变器监控装置规格数量规格数量规格数量系统容量300kW1.1方案
23、一PVS-8M9300kW直流防雷配电箱1SG100K3311.2方案二PVS-16M6300kW直流防雷配电箱1SG50K361上表中，汇流箱的数量是按照单块太阳能电池组件的功率为210W左右计算的，在实际应用中，可能会有些差异。对于光伏建筑一体化并网发电系统，经常需要考虑建筑美观因素，导致太阳能电池组件规格和朝向不一致，从而需要配置不同规格的逆变器，针对这种情况，需要综合考虑实际情况，进行系统的优化设计。 光伏发电电站计量电表空开老是跳闸是什么原因？可能有两种： 一、空开大小不够造成跳闸。 二、接线虚接造成太阳照射强度增加时电流过大时，造成打火形成跳闸。. XXX学校 视频监控云存储解决方
24、案 创新科存储技术有限公司 . . word 教育资料 1项目背景 “百年大计，教育为本” ，学生的成长和教育问题一直是政府、学校、家长及 全社会广泛关注的问题。近年来，校园的各类安全问题得到了政府和社会的高度 重视，校园安保已经不再是简单的校园自身安全管理问题，而是保障现代教育环 境和谐有序不可忽视的社会治安问题。 随着高清视频监控和智能安防技术的日益成熟和广泛应用，现代校园安保也 越来越多地借助到信息化手段来提高其能力和效率。然而高清智能的视频数据采 集、传输、存储以及管理应用对其配套软硬件环境具有严格的要求，系统的安全 可靠性及智能高效性成为校园安保关注的焦点。当前，传统的校园信息化架构
25、往 往无法满足高清视频监控的灵活部署和大规模应用，更加安全、高效、可靠、便 捷的校园安保系统将成为未来平安校园建设的必然趋势。 然而现代平安校园在建设过程中，面临着多方面挑战和压力： 数据量大且复杂：现代校园大而分散，人车流混杂，人员身份复杂且分布不 均，流动性较强，使得校园内空旷之地和人员密集区域均存在安全隐患，时刻产 生大量复杂的前端动态视频数据。 效率低下：在突发事件面前，传统安防系统只能做到被动响应和事后取证， 既无法第一时间智能预警，也不能在有效时间内找出精准的关键事件依据，严重 影响校园事件处理效率。 系统老旧复杂：传统校园安防系统资源分散，互通性差，且设备复杂繁重， 扩容改造困难
26、，应用和维护管理复杂，往往与新设备无法实现联动追踪。 XXX学校视频监控系统具体需求如下： 存储模式：集中存储； 存储规模： 600路高清摄像头； 存储码流： 2Mbps ； 存储时间：每天 24 小时，共存储 90 天； 可靠性要求：存储设备整机故障，录像不中断； . . word 教育资料 2推荐产品型号 为充分满足项目要求，并结合系统可靠性、设备稳定性及先进性原则，我们 选择创新科存储技术有限公司的NS9000云存储系统作为本方案的选型存储产品。 产品型号： NS9000云存储系统 NS9000云存储系统基于集群存储架构设计，每套存储节点为16、24、36 不同 盘位设计，支持横向扩展，
27、 最大可管理超过1000套存储节点， 最大容量超过数千 PB ，支持将所有存储节点虚拟化整合，形成一个大的虚拟池，组成全局统一命名 空间。NS9000云存储系统采用专利技术的副本技术，支持重要数据的镜像冗余存 储模式，任意存储节点整机故障，数据不丢失，业务不中断； NS9000云存储系统存储节点支持SATA / SAS硬盘，支持多种 RAID级别，任 意硬盘故障数据不丢失；同时支持整台存储节点故障时录像不中断，当存储节点 整机故障后， NS9000云存储系统侦测故障并利用IO 重定向技术，将故障设备的 录像业务重定向写入其它正常的存储设备，保障用户录像业务不中断，数据无丢 失；结合监控平台厂商
28、提供的录像服务器冗余方案，整套存储系统可以达到磁盘、 设备、服务器三级冗余 ，达到 99.99%的存储系统高可用性要求。 3解决方案 3.1 云存储总体设计 考虑业务高可靠性和后期在线扩展， XXX学校项目采用 NS9000云存储系统方 案，整合所有存储空间为全局统一命名空间，并实现高性能、高可扩展性、高可 靠性，NS9000云存储系统支持标准NAS共享协议，其中私有协议支持国际标准化 POSIX 文件系统接口，前端应用无需修改，可以直接运行在 NS9000 云存储系统上。 云存储系统位于业务流程的底层， 前端监控设备采集的视频数据通过传输网 络在监控中心汇聚，通过流媒体 / 录像服务器将所有
29、监控录像保存到云存储集中存 储系统；云存储系统设计的重点就是要保证录像、回放业务的不间断性和视频数 据的完整性；如下图所示： . . word 教育资料 前端采集层：主要负责数据采集，并将视频或图片数据以数据流或文件的形 式传输到流媒体 / 录像服务器。 录像/ 应用层：主要包括流媒体 / 录像服务器、检索服务器、数据分析服务器、 及第三方应用接入服务器等，安装有监控系统的各个功能模块。 云存储层位于整个系统底层，也是整个校园监控应用的基础，由存储设备层 和虚拟化层组成；提供安全可靠的数据存储空间，采用集群的方式，实现多台存 储设备的虚拟化整合，提高系统的抗风险能力， 保障数据的安全和业务的连
30、续性。 这三层相对独立，却又紧密联系。是整个视频监控系统的支撑，每一层都可 以实现冗余设计，且方便设备故障问题检测。 以 UIT 创新科 NS9000为核心的云存储系统相比传统IP-SAN存储方案，支持 存储设备整机故障录像不中断副本实现数据不丢失，具备独有的业务高可靠优势， 同时具有强大的存储容量在线扩展能力和存储空间按需分配优势，从系统高可靠 性、高可扩展性、存储空间弹性利用等方面完全满足XXX学校视频监控系统的建 设需要。 . . word 教育资料 3.2 可靠性设计 3.2.1 硬盘故障冗余 NS9000云存储系统中的每一台存储节点都支持多种纠删码级别，纠删码是保 障视频监控录像数据
31、的安全性和存储业务连续性的根本所在，从成本和可靠性出 发，UIT 创新科建议存储盘阵采用8+2组建纠删码的的方式。纠删码在任意1 块 硬盘故障的情况下，数据不丢失，存储业务不中断，降低了硬盘故障所带来的风 险。 3.2.2 存储设备整机故障冗余 NS9000云存储系统的所有存储节点均以并行化方式工作，实现全局负载均衡； 同时支持任意存储节点整机故障的无缝消除，表现在以下两个方面： 在不额外增加存储节点硬件投入的情况下，可以实现写入业务不中断； 支持多台存储节点同时故障，最多可以损坏50% 的存储节点，实现N+N 设备级故障冗余； 3.2.3 多冗余元数据控制单元 NS9000云存储系统支持元数
32、据与数据分离的带外存储架构，其中元数据由独 立的元数据控制单元来管理和存储，是整个云存储系统架构的核心设备，UIT 创 新科采用 3 台独立的 MDC 设备互为冗余， 形成 HA高可用管理机制。 这一套元数据 控制单元拥有高效和完善的故障检测机制，实现设备故障毫秒级切换，保障整个 云存储系统的稳定、持续、高效运转。 3.2.4 网络冗余 存储网络是整个云存储系统正常运行的核心，UIT 创新科建议存储盘阵与交 换机之间做链路冗余设计， UIT 创新科 NS9000云存储系统采用的存储设备的4 个 . . word 教育资料 网口做负载均衡，每台NS9000元数据控制单元的4 个网口也做负载均衡。
33、 3.2.5 存储服务器冗余 在视频监控系统中，和云存储系统关系比较密切的是录像服务器。录像服务 器承担前端多路摄像码流的文件打包，并向云存储系统发起读取和写入请求；UIT 创新科 NS9000云存储系统支持全局数据共享功能，允许存储服务器以集群N+1 冗余的方式工作，结合监控平台厂商提供的录像服务器冗余方案，整套存储系统 可以达到磁盘、设备、服务器三级冗余，达到 99.99%的存储系统高可用性要求。 3.3 扩展性设计 3.3.1 全局统一命名空间 NS9000云存储系统采用开放式集群存储架构， 基于 IP 以太网交换网络核心， 通过 IP 网络共享所有存储空间给存储服务器使用。NS9000
34、云存储系统内置具有 自主知识产权的集群文件系统-UFS ，将所有存储盘阵进行统一整合，聚合所有的 存储空间为统一的大的虚拟存储池，并以NAS 共享协议或私有文件系统等标准访 问方式共享给应用服务器；同时，聚合所有存储盘阵的带宽性能。整个存储架构 具有存储空间整合、存储盘阵性能聚合、设备动态扩展、集群管理的特点。 3.3.2 在线横向扩展 在视频监控系统正常运转情况下， 只需要将存储盘阵接入内部IP 以太网交换 网络，然后通过 NS9000云存储系统动态加入到统一的大的虚拟池，就完成存储空 间和存储性能的线性扩展。同时，应用服务器无需下线，也无需任何设置就可以 使用新扩展的存储盘阵，获得更好的存
35、储性能，实现性能与容量的线性扩展； 整个 NS9000云存储系统支持在线扩展至超过数千PB的海量存储空间，完全 满足 XXX学校视频监控系统未来规划设计。 . . word 教育资料 3.4 运维管理 3.4.1 集群部署 NS9000云存储系统支持集群部署功能， 通过 WEB 管理界面打开集群部署界面， 只需要一个操作就可以完成对所有存储盘阵的操作配置。在集群部署过程中，只 要使用 1台管理终端接入视频监控网络就可以打开WEB 管理界面， 进行集群部署， 具有操作简便、部署快捷、节省人力成本特点。 3.5 存储容量 3.5.1 净容量需求 XXX学校视频监控系统高清摄像头路数： 600 路；
36、 码流大小： 2Mbps存储码流； 存储时间：每天 24 小时，按 90 天存储时间计算。整个XXX学校视频监控系统所 需要的存储净容量： 监控中心路数码率录像时间保存天数所需净容量 前端摄像机600 2Mbps 24 小时90天1113TB 计算方法如下： 所需净容量监控路数 4Mb/s824 小时3600秒30天/1024/1024 注 1：1024 为 MB 、GB和 TB各单位之间的转换系数，1TB1024GB ，1GB=1024MB 。 3.5.2 存储配置 NS9000 云存储系统采用 36盘位存储节点，配置采用企业级 SATAIII 4TB硬盘， 其中 8+2块 4TB硬盘组成一
37、个纠删码组。则存储设备数量和硬盘数量计算如下： 集中监控中心 所需净 容量 纠删码配置 单台净 容量 36 盘位存储 设备数量 4T硬盘数 量 监控中心1113TB 纠删码（ 8+2）115.2TB 10 台360 块 计算方法如下： . . word 教育资料 单台存储净容量 4000GB (36 块盘 ) 0.8=115.2TB 存储盘阵数量净容量 115.2TB（单台设净容量） 硬盘数量 =存储盘阵数量单台设备硬盘数 注：为增加系统的高可用性，建议所有机箱满配硬盘； 3.6 性能设计 3.6.1 优化的检索性能 在基于独立元数据控制器的NS9000云存储的方案中，由于实现了带外数据管 理
38、方式，从海量数据中定位某段视频的检索方法发生了变化，从传统的“应用索 引存储设备本地文件系统子目录文件”检索方式，转变为“应用索引集 群文件系统元数据索引对应数据块地址”快速索引检索方式，通过优化的元数 据检索算法，大大提高了文件和视频检索性能，模拟测试显示在 2000TB级的海量 数据中，检索到任意一段视频的检索时间不大于100ms ，检索性能在视频监控行 业具备领先地位。 3.6.2 存储设备负载均衡 NS9000云存储系统支持所有存储设备的并行化工作，支持选择不同的资源分 配算法实现全局负载均衡和顺序方式工作，在负载均衡工作模式下，可以聚合所 有存储设备的带宽，实现100Gbps以上的总
39、聚合性能，同时，当任意一台存储设 备故障，其它所有正常存储设备可以接管故障设备的业务数据，并重新进行负载 均衡，支持存储性能线性扩展。 3.7 方案拓扑图 在本方案中， XXX学校视频监控中心采用一套NS9000云存储系统负责保存前 端视频数据，相比传统IP-SAN 方案， NS9000云存储系统可以聚合所有存储设备 容量为统一存储池，实现高性能并发录像与回放带宽、数据全局共享、后期在线 . . word 教育资料 扩展等优势，其网络拓扑图如下所示： 图 3-1 监控中心云存储系统网络拓扑图 前端高清摄像码流通过视频监控专网传输至集中监控中心，通过平台软件流 媒体服务器转发至存储服务器， 由存
40、储服务器以标准POSIX接口写入 NS9000云存 储系统中，实现数据集中存储；在平台软件的统一调度下，通过流媒体服务器可 以从 NS9000云存储系统中检索出历史视频用于客户端回放。 NS9000云存储系统通过元数据控制单元对所有存储节点的存储空间进行虚拟 化整合，形成一个统一的大的虚拟存储池，最大可整合超过1000台存储节点， 最 大容量超过数千 PB ； NS9000云存储系统支持设备故障自动切换；支持容量动态扩 展和动态分配；支持系统性能动态扩展； 且云存储系统内部发生的设备故障冗余、 节能切换、容量扩展等操作对应用完全透明。 3.8 方案优势 NS9000云存储系统解决方案，具有如下
41、优势： 高可靠性 ，支持设备级N+N设备级故障冗余，在不额外增加存储设备的 . . word 教育资料 情况下，存储设备故障支持录像应用不中断。 高性能 ，支持元数据与数据分离，数据路径与元数据路径独立，消除性 能瓶颈，通过对所有存储设备的性能进行聚合，对外提供并发高性能录 像与回放，满足多点并发浏览/ 回放的高性能需求。 智能 MAID节能， 可以设定轮流工作策略， 允许负载空闲的存储设备休眠， 延长硬盘寿命； 在线扩展架构 ，支持横向扩展，可在线添加存储节点，容量在线扩展， 秒级完成，随着设备数量增加，性能线性提升； 全局数据共享 ，全局统一命名空间，支持前端应用的有效负载均衡和故 障切换
42、，支持视频分析类应用的无缝接入； 空间动态按需分配， 所有存储节点的容量都纳入统一存储空间管理，存 储容量按需使用，降低容量管理成本； 降低建设成本 ，采用成熟廉价的 IP 以太网网络， 降低整个项目的硬件采 购成本。同时，通过对磁盘阵列容量整合、性能整合，设置设备间的安 全冗余，可以更好地满足项目需求。 本地化服务， UIT 创新科存储技术有限公司在全国各省建设有技术服务 中心，拥有雄厚的技术服务团队，快速、持续的满足用户新的需求，成 为用户技术服务的有力保障。 UIT 创新科公司拥有过硬的技术支持， 掌握 核心技术开发，随时响应用户的需要。 4 产品介绍 4.1UIT NS9000 云存储
43、系统概述 NS9000云存储系统是 UIT 推出的全新一代超大规模分布式云存储系统，采用 元数据控制路径与数据路径分离的非对称分布式架构，支持scale-out横向无缝 . . word 教育资料 扩展，在统一命名空间下提供上百PB的超大容量及超高聚合带宽。NS9000云存 储系统同时支持 POSIX （Portable Operating System Interface） 和 NFS（Network File System）文件协议，充分满足视频应用、媒资分析、文件归档等以文件处理 为主的应用存储需求。 NS9000云存储系统同时还具有高性能、高可靠、易管理、 易扩容等特点，为客户提供最高
44、性能和最低运营成本的文件存储解决方案，最大 限度提高投资回报。 NS9000新一代超大规模分布式云存储系统 . . word 教育资料 4.2 UIT NS9000云存储系统定位 NS9000云存储系统是专门为超大规模文件存储需求设计的云存储系统，特别 适用于以下需求的应用场景： 以非结构化数据（文件）存储为主； 超大容量、增长快，需要灵活扩容； 超高性能及聚合带宽需求； 统一命名空间，文件易于在各应用服务器间共享。 基于以上需求特点及行业应用情况，可以发现，NS9000云存储系统主要适用 于以下行业应用。 广电非编、媒资、 IPTV、内容分发、渲染、归档； 石油、勘探、地震、天气预报、高能物
45、理、空间信息处理等高性能计算应 用； 各行业的档案管理、数字图书馆等文件归档类应用； 互联网行业的流媒体、 web2.0 等应用； 电信、金融等行业的数据挖掘、智能数据分析类应用； 4.3 UIT NS9000云存储系统系统架构 NS9000云存储系统采取控制路径和数据路径分离的非对称分布式架构，元数 据由控制节点负责处理，数据存储则由存储节点处理。控制节点与存储节点均采 用集群架构，节点间互为热备，确保系统的高可用。 非对称分布式架构使得NS9000 能够无缝横向扩展，容量和性能均随存储节点的增加而线性增长，能够支撑超大 规模以及超高聚合带宽的用户存储需求。NS9000系统架构如下图所示：
46、. . word 教育资料 NS9000系统架构图 NS9000云存储系统由以下部分组成： 1）控制节点集群： NS9000云存储系统采用3 个控制节点组成集群， 保障系统高可靠性。 控制 节点负责以下功能： 管理系统所有的元数据（metadata ） ，包括文件目录组织、属性维护、 访问控制信息、文件操作日志记录、文件到块的映射信息、块当前所 在的位置等。 控制节点管理整个存储系统的命名空间，对外提供统一的命名空间。 协调指挥客户端和存储节点之间的活动，实现性能与容量的自动负载 均衡。 2）存储节点集群： NS9000云存储系统采用横向扩展集群设计，集群中的存储节点互为热备， 节点故障自动由其
