分布式光伏领跑基地监测平台建设技术方案

光伏领跑基地监测平台建设

技术方案

第一章概述

1项目背景

为贯彻落实国家关于加强光伏产业信息监测的要求，为基地全过程质量管理和评

估奠定数据基础，监测和记录基地建设成效、技术先进程度等示范性实践成果，发挥

信息监测对基地和光伏产业长期支撑作用，紧紧围绕“促进光伏发电技术进步、产业

升级和成本下降”的目标，国家能源局在第三批领跑基地建设要求中明确各基地应建

设光伏发电领跑基地综合技术监测平台（以下简称“监测平台”），与基地同步建设、

同步投产。

2工作目标

根据国务院能源主管部门及相关单位关于光电产业监管国家光伏领跑者技术基

地项目建设运行的要求，结合当地光伏发电规划建设的实际情况及特点，通过研究示

范基地项目质量管控及产业监管相关要求，建立光伏发电领跑基地综合技术监测平台

（以下简称“监测平台”）,为整合光伏基地光照、土地、电网等发展要素有效，助

推新能源示范城市建设及实现经济与生态良性发展奠定重要基础。

该平台将实现国务院能源主管部门、地方能源主管部门等政府部门对国家光伏领

跑者技术基地运行情况的实时信息监测监督管理，对基地光伏项目开发建设全过程的

管理，实现对基地示范项目系统效率、各类设备和关键节点的监测与关键指标考核,

为“领跑者计划”全过程评估奠定重要信息支撑，同时可为电网公司和各开发企业提

供运行信息数据服务。平台的建设是实现政府部门“简政放权、放管结合”管理体制

的重要支撑，也是加快推动光伏产业技术进步和产业升级的有力推手，对提升我国能

源产业管理水平具有重要参考和示范作用。

3建设内容

按照技术规范要求，监测平台主要包括场站端监测设施和数据集中处理设施（即

数据中心）两部分建设内容。场站端监测设施主要是在各项目场站建设小微型系统实

证设施，对项目采用的每种型号组件和逆变器选择样品进行实证监测，同时在各项目

2

场站部署专用数据采集传输、光资源监测等监测设施；数据集中处理设施主要是部署

信息化硬件设备和开发相关软件信息系统，实时汇集基地内各项目小微型系统实证监

测数据和实时运行监测数据，实现各种监测数据的存储、计算、统计、分析加展示。

场站监测设省

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3

第二章技术方案

1模块化机房方案设计

数据中心的基础工程-模块化机房设计与施工的优劣，直接关系到数据中心内部各

种设备是否能够稳定可靠地运行，是否能够保证各类信息通畅无阻。

数据中心既要保障机房设备安全可靠地运行，延长计算机系统使用寿命，又能为

系统管理员创造一个舒适的环境。能够满足系统管理员对温度、湿度、洁净度、场强

强度、安全防护、电源配电和防雷接地的要求，所以一个现代化的机房是一个高度可

靠，舒适实用，节能高效和具有可扩展性的机房。

1.1设计原则

数据中心是数据信息计算、交换和存储的中心，出现在企业及Internet恢络中数

据交换最集中的地方。它应具备丰富的带宽资源、安全可靠的机房设施、高水平的网

络管理和完备的增值服务。因此数据中心的设计必须满足当前网络的各项需求，又需

要满足面向未来快速增长的发展需求，因此必须是高质量的、灵活的、开放的。根据

我公司对数据中心基础设施建设的基本原则和经验，结合IT设施现状和需求，对数

据中心进行了规划，在规划时遵循以下设计原则：

1.1.1安全可靠性

高可靠性是数据中心运营成功的关键，也是数据中心用户特别是进行电子商务的

用户选择数据中心的基本原则。因此决不能出现单点故障，要对数据中心的布局、结

构设计、设备选型、日常维护等各个方面进行可靠性的设计和建设。在关键设备采用

硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制、

控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高机房的安全性。针对数据中心的网络

方案，其可靠性设计包括：链路冗余、关键设备冗余和重要业务模块冗余。

4

1.1.2可扩展性

数据中心方案设计中，每个层次的设计所采用的设备本身都应具有极高的端口密

度，为数据中心的扩展奠定基础。在Internet互联层、核心层、分布层的设备都采

用模块化设计，可根据EDC网络的发展进行灵活扩展。功能的可扩展性是数据中心随

着发展提供增值业务的基础。实现负载均衡、动态内容复制、MPLSVPN,VLAN等功能，

为数据中心增值业务的扩展提供基础。

1.1.3标准化

在中心机房系统结构设计时，基于国家颁布的有关标准，包括各种建筑、机房设

计标准，电力电气保障标准以及计算机局域网、广域网标准，坚持统一规范的原则，

从而为未来的业务发展、设备增容葭定基础。

1.1.4灵活性

模块化设计，可根据数据中心不同需求进行取舍，特别是后台管理平台设计思想，

使得数据中心可实现对于不同用户的定制服务，如在后台管理平台中的用户数据备份

中心、数据中心客户中心、数据中心维护中心，使得数据中心用户可以方便地进行对

其应用的控制与更新。

1.1.5可管理性

在建设数据中心时，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。所以在

数据中心的设计中，必须建立一套全面、完善的管理和监控系统。所选用的设备应具

有智能化，可管理的功能，同时采用先进的管理监控系统，实现先进的集中管理监控，

实时监控、监测整个中心机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这

样可以迅速确定故障，提高的运行性能、可靠性，简叱数据中心管理人员的维护工作，

从而为数据中心安全、可靠的运行提供最有力的保障。

5

1.2模块化机房方案设计

本次在光伏领跑平台项目采用模块化机房共有14个柜体，包含6个IT机柜、2

个网络机柜、2个空调柜、2个配电柜、2个电池柜（按UPS入列配置,可根据项目实

际情况配置为出列）。为解决光伏领跑平台项目对日益增长的大数据分析业务的需求，

满足快速部署、灵活扩展的需求，我公司采用华为公司的FusionModule2000智能微

模块数据中心解决方案。

华为FusionModule2000提供完整的中型模块化数据中心解决方案，采用一体化集

成理念，产品模块集成了机柜系统、供配电系统、制冷系统、监控系统和综合布线系

统。

1.3方案总体架构与设计

1.3.1产品特点

FusionModule2000具有一体化集成，安全可靠，节省机房占地面积和节约能源，

安装省时、省力、省心，架构兼容，快速灵活部署，完善的监控，制冷稳定等特点，

是新一代智能微模块数据中心产品，特点如下：

（1）一体化集成

一体化集成机柜系统、供配电系统、制冷系统、机房管理系统、防雷接地系统、

辅助消防系统和综合布线系统，高集成设计，提供完整的解决方案。

一体化供配电系统，集成UPS配电、空调配电和TT设备配电。

（2）安全可靠

支持通道级门禁（可选）和机柜级门禁（可选），避免无关人员进入，提高机房安

全性。

翻转天窗在火灾时可自动开启，紧急按钮在紧急情况下可紧急开门，提高机房安

全性。

支持双路电源输入。

6

UPS均配置手动维修旁路，正常工作时手动维修旁路开关处于锁定状态，避免由

于误操作引起电气事故。

模块化UPS,能可靠实现N+1冗余，提高系统的可靠性。

强电和弱电，光纤和网线均分开走线，减少电磁干扰。

空调电子膨胀阀自带备用电源模块，当整机掉电后，保证电子膨胀阀正常关闭防

止压缩机被液击损坏。

空调PTC电加热具有自动复位和不可恢复双重保护功能。

(3)快速灵活部署

无需专业机房，可用办公大楼房间改造。

可直接安装在楼宇水泥地面上，减少外配套工程。

配置智能母线排场景(可选)，可节省1〜2个机柜位。

供货周期短，快速安装，有效降低成本。

去工程化设计。

标准化，减少安装的时间和工作量。

根据房间尺寸和单柜功耗，单排或双排可选，灵活部署，满足扩容要求。

匹配企业业务和内部业务，IT柜内灵活安装服务器、存储设备、网络设备。

42kTV空调具备长连管、高落差、少占地面积等特性。

(4)节约能源

支持高效UPS和直流变频空调，节省电力能源。

(5)架构兼容

支持B类环境，空调支持C类环境。

模块化配电，支持柔性升级。

(6)完善的监控

可通过多种传感器，实现对机房内各功能模块的不间断监控。

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监控系统支持肥b访问，轻松实现远程管理各功能模块。

（7）制冷稳定低噪

NetCol5000-A具有高效制冷、低噪、有效节能、高可靠性、宽工况、宽电源制式、

高兼容性、智能监控和便于维护等特点。

25kW空调和42kW空调支持L1/L2联动及室内机的群控。

群控功能：最多32台机组群控组网，多机之间的协同工作，最优化分配热负荷需

求，大幅度降低设备能耗，提供多机备份功能，提高可靠性。

满足Tl,T3温度环境及超低温环境。

1.3.2总体架构

FusionModule2000采用AllTn-Room建设模式，中型数据中心一体化集成了机柜

系统、供配电系统、制冷系统、监控系统和综合布线系统。FusionModule2000可直接

安装在楼宇水泥地面上，无需机房架高地板，减少外配套工程。主要为单排1200mm

宽密封冷/热通道、双排密封冷/热通道等部署方式，本次采用双排密封冷通道的部署

方式。

双排1200mm宽密封通道场景效果如下图所示:

图1-1双排1200加宽密封通道平面布局图

8

图1-2模块化机房周围距离示意图

1.4系统架构

1.4.1概述

双排密封通道分为密封冷通道和密封热通道两种模式，模块包括IT柜、区络柜、

配电柜（精密配电柜、一体化UPS柜或一体化配电柜统称为配电柜）、空调、电池柜、

天窗、门、走线槽等部件组成，本次我们采用密封泠通道模式，密封通道组件如下图

所示。

图14密封通道组件

(1)端门(2)平顶/翻转天窗(3)控制天窗

(4)走线槽(5)智能ETH插座(6)机柜

(7)声光告警器(8)PAD(9)门禁机

1.4.2IT机柜

IT柜符合IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)60297T标准,

为数据中心服务器提供可靠稳定的安装空间，保证服务器的安全运行。

机柜尺寸统一，并采用前后风道。机柜外观如图所示：

10

图1-5机柜示意图

1.4.3弱电列头柜

网络柜为数据中心提供综合布线的空间及线缆管理界面。

（1）基本结构

•符合IEC60297-2,ANSI/EIARS-310-D标准，兼容19”国际标准。

•机柜颜色为黑色。

•采用高强度A级优质碳素冷轧钢板和镀锌板。机柜表面喷涂喷粉厚度应不小

于60um,采用黑色砂纹工艺，满足防腐、防锈、光洁、色泽均匀、无流挂、

不露底、无起泡、无裂纹、金属件无毛刺锈蚀要求。

•机柜龙门框，可支持膨胀螺拴（地面）或螺栓（底座）固定安装。

•机柜内部不少于4根方孔条，用于安装设备和固定层板。前后方孔条之间距

离可支持按照25nmi步距灵活调节，有具体U数标示。

♦机柜非承重部件极厚度不小于1.0mm,承重部件板厚度不小于1.5mm

11

•要求静态承载能力不小于1800kg

•机柜前后门均为通风网孔门，通风率70%

•按照标准YD5083-2005《电信设备抗地震性能检测规范》要求，带载500kg

测试连续通过8、9级烈度结构抗地震考核

•整体防护等级应不小于IP20

•所有面板及附件（除工程安装支架）应支杆单独拆卸和拼装功能

•采用专用的机柜并柜连接件，并柜点设置在机柜门框上，可支持无需拆卸机

柜门的情况下实现机柜快速并柜功能

•机柜可支持带底座安装、水泥地板安装，防静电地板安装

•机柜接地位于立柱下部或上部，提供全方位接地保护

•机柜单独为PDU或者配电单元设置接地点

•机柜可以并列安装，随机应配有并柜连接小

•机柜底部留有固定孔，实现与地面或者底座连接

•机柜采用直径不小于40mm的水平调平支脚，可支持调节高度范围：10-55mm

•机柜底部具备滚轮支角，便于搬运；

•机柜用料及螺丝、螺钉等联接器件均经过不锈处理材料。

（2）内部结构

•机柜内部应设置不小于4根安装立柱，用于安装设备和固定层板。安装立柱

能够前后移动调节。安装立柱的间距、孔距等机柜内部尺寸结构应满足GB/T

19520.1-2007和GB/T19520.2-2007的要求。机架前门立柱需要有具体U数

标示O

•机柜立柱采用八折型材一次滚压成型技术，机柜主要承重部件（框架、横梁、

立柱、U位方孔条、L型支架、层板）所使用钢板厚度均为不小于l.En皿，侧

板、顶板、底板、PDU固定板、强电线缆扎线板、网线扎线板、挡板所使用钢

板厚度不小于Immo

•服务器机柜L型支架承重不小于50kg,可调节托盘承重不小于100kg,深度方

向可调节范围：570mm〜870nm1,支持方孔条移动，可实现单人安装。固定托

盘承重不小于100kg,安装后不可调节深度。

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•机柜内部有效承载空间：242U/247U,可按要求配置不同规格的设备托盘,

每个机柜单元配置的托盘可根据用户需求增加。

1.4.4天窗

密闭天窗主要用于模块通道的密封。密闭天窗分控制天窗、旋转天窗、平顶天窗

三种，旋转天窗和平顶天窗满足如下工作原理和材质要求：

•天窗执行器控制电磁锁打开旋转天窗，烟感安装在通道顶部，与天窗控制器

连接；

•当天窗控制器接收到火灾告警信号，控制电磁锁开启天窗，同时发出声光报

警信号，并将告警信号上传至机房管理系统；

•天窗采用钢化玻璃，钢化玻璃面积不小于75%,厚度不低于5m%透光率不小

于90%,符合机房防火要求；

•天窗边框采用铝型材，厚度不小于2.0mm；

•表面喷涂：黑色喷涂

1.4.5通道端门

端门有推拉门和旋转门两种c在密封通道的两端安袋端门，使得整个模块形成一

个独立的整体，提升设备的工作效率的同时保证工作人员或设备进出。

推拉门采用推拉结构，保证密封冷通道系统的自身独立性。门板由不小于1.3111nl

铝型材折弯而成，中间镶嵌钢化玻璃，保证通道内区域的可视性。

•尺寸规格：高度2.0m

•端门框架采用铝型材，厚度1.3mm

•端f」框架内部都采用钢化玻璃，钢化玻璃面积不小于98%,厚度不低于5m%

透光率不小于90%

•表面喷涂：黑色喷涂

双开旋转门整体与机柜通过螺钉联接，保证密封冷通道系统的独立性。匚板中间

镶嵌钢化玻璃，保证通道的可视性。双开门带有自动闭门装置，可以实现自动闭合。

尺寸规格：高度应达到机柜高度

13

•端门框架内部都采用钢化玻璃，钢化玻璃面积不小于98%,厚度不低于5m%

透光率不小于90%

•端门框架采用高强度A级优质碳素冷轧钢板1.2mm

•表面喷涂：黑色喷涂

推拉门外观如图所示。

图-6推拉门外观示意图

1.4.6走线槽

机柜线槽分为信号线线槽和电源线线槽，分别用于信号线和电源线的走线，实现

强弱电线缆的分离布置。

线槽采用分体结构进行卡接安装。线槽由两个侧板、一个托板、一个隔板（实现

弱电的光纤、网线分离，强电A、B路分离）完全卡接组装而成。

走线槽的高度为170mm,长度为31Omnio

1.5供配电系统方案

电气工程是整个机房的基础系统工程，其供配电系统的可靠性要求极高。供配电

系统的安全性、可靠性、可维护性和在线扩展性是本次项目的重点。计算机系统和通

讯系统配电都必须经过IPS电源。配电线缆、配电柜及相应的电路，都以满足用电峰

值为其设计负荷。强弱电分离，机房的强电和弱电线缆应分别走各自线槽。

14

计算机供电电源质量根据国标GB50174-2008中标准要求，稳态电压偏移范围为

380V/220V±3%,稳态频率偏移范围为50Ilz±0.5.输入电压波形失真度不大于5%,

允许断电持续时间为0-4ms,不间断电源系统输入端THDI含量小于15%。

1.5.1电源接入及初级分配

本工程供电电源引自大楼地下一层强电配电室引入双路电源，要求每路电源分别

引自不同的上级配变电站，两路电源进线互为备用。

两路进线入模块化机房ATS切换开关，当单路市电故障时实现自动切换。配电图

如下所示:

图1-7模块化机房强电配电图

1.5.2一体化UPS

一体化UPS柜具有以下特点：

•采用统一架构，质量可靠、功能齐全、外观统一。

•ATS/MCCB.IT配电、空调配电、照明配电、UPS配电集成在一个配电柜内。

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内置25kVA功率模块。

一体化UPS柜外观如图所示:

图1-8一体化UPS柜外观图

1.5.3一体化配电柜

一体化配电柜具有以下特点：

•采用统一架构，质量可靠、功能齐全、外观统一。

•MCCB、IT配电、空调配电、照明配电集成在一个配电柜内。

一体化配电柜的外观如下图所示：

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图1-9一体化配电柜外观图

(1)基本特性

集成空调配电和IT配电于一个配电柜内，以方便布线和节省空间。

通过CCC,CE,泰尔报告等认证

通过9烈度抗震测试

满足输入电压380/400/415VAC；频率：50IIz/60Hz

支持A,B双电源输入，具备指示灯指示电源输入状态。

(2)柜体结构

尺寸：600mmW*1200inmD*2000nimH,颜色与服务器机柜保持一致。

表面处理：柜体表面喷粉厚度不小于60um,采用黑色砂纹工艺，满足防腐、防

锈、防火、光洁、色泽均匀、无流挂、不露底、无起泡、无裂。

柜体表面涂层可满足不低于GB/T4054-1983中规定外观等级的二级要求

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柜体采用A级优质碳素冷轧钢板和无锌花热镀锌钢板。所有面板支持单独拆卸和

拼装。

母排应采用高电导率纯铜导体，表面需镀馍处理，含铜量不低于99.95%。

母排需为预制式工艺，根据设计折弯、打孔、玉制成型后再进行镀馍处理，保证

母排表面镀锲层均匀完整。

前门为双层门结构，外层门采用网孔门，通孔率不低于70%,双层门结构使带电

母排与操作空间有效隔离，保障人身安全。

柜体后门打开后，母排(地排除外)易触碰部分需有PC板防护，以保证使用安

全。

柜体有滚轮和调平地脚。

(3)部件

7寸液晶彩色触摸屏，触摸屏可显示系统模拟图，系统模拟图可显示各开关和防

雷器的实时状态，可显示所有主回路及支回路的电量信息。双母线系统柜体中，两条

母线共用一套人机操作显示系统。

多回路智能监控装置具有以下特性：

1.母线监测参数

三相输入电压、电流、频率、视在功率、有功功率、功率因数、谐波百分比、电

量、三相不平衡度、零地电压、零线电流、母线温度；

主路开关状态、负载百分比；

主回路电压、电流测量精度不超过0.5队有功/视在功率测量精度不超过1虬电

能测量精度不超过l%o

2.支路监测参数

支路额定电流、实际电流，支路负载百分比，支路开关状态，支路温度测量；

支路电压、电流测量精度不超过0.5%,有功/视在功率测量精度不超过2K电能

测量精度不超过2%。

3.报警信号

支持LCD显示屏声光告警，触摸屏消音。

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告警信息分为提示告警、重要告警和紧急告警三级，用户可对告警信息的告警级

别进行调整。当出现提示告警时，指示灯颜色依然为绿色，无报警声，触摸屏显示告

警信息。当出现重要告警时，指示灯变为黄色，蜂鸣器间隙告警。当出现紧急告警时，

指示灯变为红色，蜂鸣器长鸣。

多回路智能监控装置需提供以下报警：

•土路欠压、过压、缺相、输入开关脱扣、单路掉电报警、电流互感器接线错

误告警；

•主路电流越限及超限告警，主回路过载告警及三相不平衡告警；

•主路频率越限告警，电压总谐波率高告警，电流总谐波率高告警；

•支路开关状态变化告警，过载告警，大电流冲击告警；

•支路电流两段阈值报警功能，且报警阈值可调；

•监控模块故障及多回路智能监控装置内部通讯失败告警。

•告警历史记录不少于2500条

浪涌保护器采用C级浪涌保护器，耐冲击过电压额定值（1.8KV,标称放电电流

220KA,并配置MCB后备保护。

电流互感器精度为0.5级；

智能监控装置支持MODBUS、SNMP协议，支持被第三方网管集成。智能监控装置

内部通信采用CAN通信。

（4）安规要求

机柜内各带电回路（该回路不直接接地）对地（或柜体）绝缘电阻210兆欧（500V

兆欧表测量Imin后读数）。

机柜内各带电回路对地（或柜体）以及两个非电气连接的带电回路之间，能承受

2500V、50Hz正弦试验电压Imin,不出现击穿或飞弧现象，漏电流WlOmA。

保护接地装置与箱体的接地螺钉之间的连接电阻值＜0.1。。

爬电距离和电气间隙应符合GB7251-2013中的规定

在环境温度不高于+35℃时，在额定频率下长期通过额定电流。其温升不应超过下

列数值:

19

空气中铜触头：70K

外壳：30K

1.5.4电池柜

电池柜为数据中心提供蓄电池、CIM安装和布线的空间。电池柜及其各部件如图

所示：

图1-10电池柜外观

1.5.5电池智能检测系统

电池智能检测系统主要由CIM和BIM组成。

CIM（CommunicationInterfaceModule,通信接口模块）是一款电池智能管理

模块，负责收集下层群组上传的无线通讯数据，收集和分析电池组运行数据，计

算单体电池、电池组的SOC（StateOfCharge,充电状态）和SOH（StateOfHealth,

20

健康状况），对电池健康状态进行评估，支持对电池的脱扣管理，并通过COM/PoE接

口上传数据至上层管理单元。

BIM（BatteryInterfaceModule,电池接口模块）是一款电池检测模块，负责

检测电池的电压、内阻和极柱温度。

1.6制冷系统方案

制冷系统采用风冷行级精密空调+密封通道的制冷方式：风冷行级精密空调和设

备机柜共同组成密封通道，如下图所示，实现冷热空气隔离。

图1-11模块化机房制冷示意图

（1）机房设备（2）空调

风冷行级精密空调具体工作原理：机组开启后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被

压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝

器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤

器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风

扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如

此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。

行级空调靠近热源，送风距离大大缩短，从而减少了距离导致的气流压力损失、

冷空气的泄漏损失，提高了冷量的利用效率。

21

（1）排水设计

精密空调工作过程中水的产生主要来源于：空气的冷凝水和加湿器排水。

根据标书和相关规范要求，机房内尽量减少水管路的长度。所以本设计方案采用

本层通过排水管排至本层卫生间和地漏的方式经PPR管排到下层的卫生间内（排水管

外管线由相关专业施工）。

（2）给水设计

精密空调的加湿水源主要有给谁管道供给，根据标书和相关规范要求，给水管道

取自于本层的卫生间内，然后由直流三通分流，穿洞进入各自空调内。（给水管外管

线由相关专业施工）

（3）拦水坝设计

根据图纸要求，需要做一道50nlm高度的物理拦水坝（由相关专业施工）。

施工过程中：拦水坝与地面要做密封处理，拦水坝内部需要做防水层和保护层处

理。

1.7管理系统方案

1.7.1概述

管理系统由管理软件和若干部件组成，共同实现数据中心各环节、基础设施的数

据采集与管理。通过柔性拓展的物理架构和模块化设计的思路，NetEco既能对单个数

据中心基础设施进行管理，也能对多个分地域的数据中心基础设施进行集中统一管理。

NetEc。具有良好的可视化界面，根据实际需求可提供全面的管理功能。主要可以

监控以下范围的设备：

•动力设备：精密空调、不间断电源（UPS）等。

•环境设备：多功能传感器（烟感、温度、湿度）、水浸传感器等。

•视频设备：摄像机、VCN500（网络硬盘录像机）。

•门禁设备：集成标准的门禁管理系统，实现对门状态、刷卡、权限等关键信

息的管理和监控。

22

1.7.2视频系统

视频系统硬件由摄像机、VCN500（网络硬盘录像机）组成，实现视频系统的实时

监控、录像存储和回放等管理功能。

1.7.3天窗控制系统

天窗执行器是模块化数据中心密闭通道翻转天窗的控制部件，可通过消防告警的

联动信息或上位机的控制信息，控制通道的翻转天窗。

1.7.4水浸传感器

水浸传感器能够实时监测当前区域地面上出现的漏水，当发现水浸情况时将会产

生声音告警，同时输出干接点信号上报报警状态。

1.7.5多功能传感器

多功能传感器是模块化数据中心的环境监测装置，是集成烟雾传感器、温湿度传

感器于一体的多合一传感器,通过FE、RF_Z或RS485接入到ECC800控制器。

1.7.6智能ETH插座

智能ETH插座应用于模块化数据中心，支持53.5V电源接口及FE通讯的扩展，

可通过FE和POE接口实现与上位机的数据交互。

1.7.7声光告警器

声光告警器安装在密闭通道的外围。当微模块数据机房内出现火灾或烟雾时，会

引发警报声音并闪烁警示灯对模块内部的消防安全进行警示。

23

1.7.8微模块显示屏

微模块数据机房本也提供微模块级显示屏，支持本地智能管理，实现微模块状态

浏览、告警管理、系统配置，支持无线接入数据机房管理系统，通过APP可对数据机

房设备和环境参数进行实时监测。

1.8照明系统方案

照明系统由交流执行器和通道级照明灯组成，主要组件如下：

(1)交流执行器

交流执行器主要应用于智能微模块等，通过红外联动信息或上位机指令，控制机

房照明灯。交流执行器支持无线组网(802.15.4)接入ECC800控制器。

交流执行器的外观如图所示。

24

图1T2交流执行器外观图

(1)AC0UT2交(2)AC0UT1交(3)ACIN交流(4)状态指示灯

流输出接口流输出接口输入接口

(5)BLINK按键(6)AI/D1干接(7)C0M1〜2

八中、、RS485接口

(2)通道照明灯

2IT系统集成方案

2.1概述

IT系统集成方案是光伏领跑基地监测平台的核心工程，为今后光伏示范基地的数

据采集、资源展示、大数据分析等业务提供有力支撑。本项目内容包含：网络系统建

设、安全系统建设、虚拟化系统建设、备份系统建设四个主要部分。

2.2设计及建设原则

根据当前信息领域的技术状况和发展趋势，设计要立足于最先进且成熟的主流技

术和产品，在技术开放和高度集成的基础上，进行高层次的系统设计。并且基于发展

的考虑，技术投入应适度超前，并完全能够兼容国际标准技术，保证投资效益最大化

和良好的使用效果。光伏领跑平台IT系统集成设干及建设应遵循以下原则。

(1)先进性原则

应采用目前流行的先进网络通讯技术组建，并且支持向将来的新技术进行升级。

设计组网方案时，不仅要考虑技术的先进型，同时坏应以实用性及技术的成熟性和简

25

易性为准则。能够支持目前较先进的各种网络技术，如较高的交换性能以及先进的路

由协议、先进的访问控制协议、QoS、多层交换技术等。

(2)可靠性原则

可靠性指系统中所选用的网络设备的设计和制造满足长时间在各种环境下无故

障运行的能力，主要依靠产品及部件本身的制造工艺、路由/交换模块的冗余设计、

系统的分布处理、板卡热插拔、软件模块的独立运行、不间断地系统代码升级、机箱

和其它公共部件的冗余等等来实现。我们设计中将从物理层、链路层、网络层多种层

次考虑冗余路由，确保整个网络运行稳定、可靠。

(3)安全性原则

全球化的Internet的发展为我们提供了一个开放的公共信息平台，但是也带来

了许多问题，如信息的泄密、网络病毒的泛滥、网络黑客的攻击等，这是违背用户接

入因特网的初衷的。因此必须采取相应的技术手段和管理手段来保证网络和信息的安

全。

安全不是一个扁平的概念，它安全涵盖的范围很广，涉及到物理设备的安全、链

路安全、网络安全、应用系统的安全及安全管理等多个方面。只有将严格的管理制度

落实到各个环节，各个层次，并协以科学的安全工具的配合，才能真正提供一个相对

安全的运行环境。

(4)可扩展性原则

随着计算机及网络的发展和普及，尤其是Internet上多媒体技术的广泛使用，

导致网络上应用种类不断增多，数据流量飞速增长。因此网络建设的同时，应当充分

考虑网络的可扩展性。

网络的可扩展性应考虑以下几方面的可能性：终端设备的扩充、网络节点数量的

增加、网络带宽的提升及网络应用种类的赠加。

我们设计的网络方案从设备的配置、链路及端口规划对未来业务的支持几方面来

保障系统具有良好的扩展能力。使用国际标准互联，尽可能不用个别厂商专有互联技

术。

(5)开放性原则

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光伏领跑平台不是一个信息的孤岛，它需要与其它信息网进行互连来交换更多的

信息。采用私有协议为互连互通设置了人为的障碍，加大了互连互通的难度；另一方

面采用国外厂家的专有协议，对网络尤其是政府敏感部门的网络的长久安全也是一个

威胁。因此在网络中必须尽量标准的开放的网络协议，为将来顺利实现互连做准备，

同时也具备了网络扩容时容纳多家产品的可能。即使为了提高网络性能或增加网络功

能而使用了私有协议，也应当将此私有协议限制在最小的范围内。

(6)经济性原则

在完全满足业务需求的前提下，节省各个环节的资金投入。一方面采用成熟的经

过广泛使用验证的主流产品，降低设备故障的风险和额外的维修资金投入，另外一方

面充分利用现有设备，保护用户投资。

(7)可管理性原则

设计中配置的所有设备支持标准的网管协议，能够使用第三方网管软件进行统一

管理，能够对传输流量实时观测，分类，统计，分析，为网络运行、控制、规划、升

级提供可靠的依据。

网络管理不仅涉及到对设备管理，还应包括对用户业务的管理。设备管理的主要

对象是网络结点，如交换机，路由器，防火墙和服务器，其功能包括对设备的配置管

理、故障管理、安全性管理、性能管理等。用户业务管理包括用户身份认证、授权、

记帐，网络服务质量管理，安全管理，审计管理等。

通过网络管理系统对网络进行管理，一方面可乂降低网络设备维护的成本，提高

工作效率，另外一方面可增加对系统的整体控制能力。项目建成后将拥有大量网络设

备，不但分布广泛、网络应用种类众多，并且需要提供对用户灵活、全面的管理手段，

因此必须具备完善的网络管理系统。

(8)易维护性原则

一个网络系统的易维护性是系统的一项非常重要的指标，对于一个较大的网络系

统，统一的规划，结构化的设计，设备和软件尽可能统一采购，统一管理，选择主流

的生产厂商是保证网络系统易维护性的关键。

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在网络系统中，我们可以通过良好的交互界面，使得管理人员可对各项服务方便

灵活地进行管理和维护。提供各种管理、监控、维护手段，日志、预警、报警和自动

防御功能强大。

2.3总体方案设计

总体组网架构如下图所示：

泗洪光伏领跑者监测平台

总体拓扑图

展

示

区

域

安

全

*

计

及

检

费

区

域

外

都

接脖可再生能源

入rfi.,

信息管理中心

区HlH

域

二

图2-1IT系统集成方案整体拓扑图

如上图所示光伏领跑平台整体网络架构采用有线无线一体化融合方案并采用层

次化进行构建。安全系统区域按照功能和安全级别进行划分，各安全区域边界逻辑隔

离并进行策略控制，各项目场站数据通过VPN加密传送至监测平台，监测平台数据通

过专线传送至国家个再生能源信息管理中心。

通过虚拟化技术构建laaS基础平台，同时构建备份系统。大数据分析结构通过

大屏展示系统进行展示。

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2.4方案特点及创新

2.4.1有线无线一体化融合

(1)问题和挑战

1.有线无线组网现状

传统的有线无线网络部署分为有线无线完全分离组网和有线无线一体化组网两

种，如下图所示：

图2-2传统有线无线组网图

如上图所示传统有线无线组网有两种方式：

1)有线无线分离组网：AP通过接入交换机接入网络，AC多为单独的WLAN设备，

一般旁挂在网关交换机上。有线和无线网络管理、数据转发完全分离。

2)有线无线一体化组网：AP通过接入交换机接入网络，AC作为网关交换机的一

块插卡，称为插卡式AC。在这种组网下，虽然AC作为一块板卡融入了网关交换机，

但无线AC和有线网关交换机还是独立的管理单元，有线无线数据转发，仍然是完全

分开进行处理。

无论是有线无线分离组网，还是有线无线一体化组网，有线和无线流量转发完全

分离，分别是在交换机和AC设备完成。这将导致有线用户和无线用户的流量转发、

网络管理和排障、认证以及访问策略的设置和控制实施都是分开在有线网络和无线网

络中独立维护的，这种传统的无线网络和有线网络不能统一管理和深度融合带来排障、

管控的工作量增加等问题。

2.有线无线不能共用设备能力，造成资源浪费

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传统有线和无线数据流量分别独立转发情况下，传统AC能够管理1K个AP,无

线转发能力为20Gb/s。随着802.Uac时代的到来和BY0D移动办公的逐渐普及，无线

千兆接入时代已经逐渐到来，AC设备由于转发能力、端口各方面的限制逐渐成为了流

量瓶颈。这就导致在整个网络中，虽然有线侧转发能力、端口和用户管理等资源正常，

但无线侧AC设备已经成为瓶颈，有线无线不能共用交换机设备能力，造成整个网络

资源浪费。

同时无线流量在集中转发情况下，因为流量上来后会在独立的AC设备或者无线

插卡式AC多绕一个回路，独立AC设备或者插卡式AC都会给网络增加不必要的故障

点。

图2-3传统有线无线园区网络数据流量独立转发示意图

（2）有线无线深度融合方案

由于传统的有线无线园区网络存在上述管理困难、排障困难、无线转发性能出现

瓶颈等问题，本次项目中我们采用华为公司的有线无线深度融合的解决方案。

如下图所示，在核心交换机插入ENP单板，即可实现AC功能。在交换机上融合

AC功能后，有线和无线可以统一在敏捷交换机进行管理、认证和策略控制，实现了真

正的有线无线深度融合。

图2-4有线无线深度融合示意图

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敏捷交换机的ENP单板可以识别无线报文，并对无线报文进行CAPWAP隧道的加

封装和解封装，这样有线无线报文转发行为一致，所有的流量都直接在交换机处理,

解决了无线流量集中转发情况下还要经过AC再绕回有线交换机转发的问题，同时也

消除了无线流量转发瓶颈限制。

敏捷交换机多块ENP板卡组合的情况下，整机可以看做一个AC,转发能力能达到

Tbit数量级，用户不需要单独购买AC设备或者插卡，既节省了投资又减少了故障点。

这样，在园区网络中不再像以前一样需要独立的AC设备或者AC插卡，只需要一台敏

捷交换机，即可融合实现AC能力，转发、控制、管理层面都融为一体。这种网元层

面的融合很有效的解决了有线和无线网络独立控制和转发的现状，交换机的交换能力

和可扩展性也完全消除了AC设备或AC插卡集中转发的流量瓶颈。

（3）有线无线一体化融合技术优势

L节省投资成本

传统网络无论是选用独立AC设备，还是框式指卡，都是在已有有线网络设备基

础上新增购置WLAN设备，增加了用户的投资成本。

有线无线融合技术将有线与无线的管理功能集中在框式设备的一块板卡上，无需

额外购置其他AC设备，为用户节省投资成本。

2、提升转发容量

传统网络中交换机不具备CAPWAP报文的解析能力，因此需要旁挂AC设备（或选

用一块AC板卡），无线业务流量进入交换机后需要单臂迂回至AC设备，这样繁琐的

转发路径带来了不必要的时延，而且受困于AC设备转发性能的制约（多核CPU转发

性能较商用ASIC要差），使得无线业务流量整体耨发容量受限。

有线无线融合技术可以在框式设备的一块板卡上处理CAPWAP封装报文，解封装

后无线报文可以与有线报文一样转发，转发路径简单，而且华为ENP芯片具有高达

ITb/s的转发容量，使得转发容量不再是瓶颈。

3、用户管理统一

传统网络中有线用户的管理在交换机上，而无线用户管理则在AC上，有线无线

用户管理点分散，不利于网络的维护。

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有线无线融合技术可以统一有线和无线用户的管理点，将管理点统一在融合设备

上。

4、高可靠性

传统独立AC方案中1+1备份方案，那么需要为两台AC额外准备通道以完成设备

间数据同步。由于是不同设备间的同步，因此实时性和可靠性都不高。

有线无线融合技术可以借助于交换机已有的可靠性技术。框式ENP板卡则使用

CSS集群技术，跨设备ENP板卡用LAG技术与下游交换机相连，两个ENP板卡在CSS

集群架构下实时同步数据，性能较原有1+1方案高，而且技术更加成熟可靠。

5、融合管理界面

传统网络中无论是选用独立AC设备，还是框式AC插卡，AC的管理面都是与交换

机分离的。独立AC设备容易理解，而如上图所示的框式AC插卡，即使与交换机线卡

处于同一个框内，但是在网管设备上仍然显示为一台交换机和一台/多台AC设备，管

理界面并不统一。

有线无线融合技术不再需要独立AC或AC插卡，而是使用一台盒式设备或一块ENP

板卡完成融合技术，在网管设备上可以显示为一台盒式设备或一台框式设备的板卡，

管理界面统一。

2.4.2X86服务器虚拟化技术

(1)虚拟化系统与拓扑

x86系统的虚拟化技术通过虚拟化可以在底层硬件设备物理资源之上提取出一个

抽象层，为系统提供与实际形式不同的资源。通过虚拟化层(也称为虚拟化管理层

hypervisor)可以在单个物理机器上运行多个操作系统。虚拟化层使得上层的操作系

统独立于底层硬件，为在单台服务器上整合各种基于服务器的服务带来了许多可能性。

虚拟化技术可以将x86系统转变成通用的共享硬件基础架构，原先多台服务器完

成的工作可以整合到少数服务器完成。摆脱了竖井式的结构，服务器物理硬件、操作

系统和应用以松耦合的方式联结，虚拟机和上面的操作系统和应用完全独立于底层的

硬件。X86服务器虚拟化方案之后的IT整体架构如下图所示：

32

限务器组1展务25组2I服务器组;\

光纤通道iSCSINAS

存偌阵列存储阵列存储陈列

图2-5数据中心整体架构图

如上图所示X86服务器虚拟化包括下列组件：

1.计算服务器

在裸机上运行ESXi的业界标准x86服务器。ESXi软件为虚拟机提供资源，并

运行虚拟机。每台计算服务器在虚拟环境中均称为独立主机。可以将许多配置相似的

x86服务器组合在一起，并与相同的网络和存储子系统连接，以便提供虚拟环境中的

资源集合。

2.存储网络和阵列光纤通道

SAN阵列、iSCSISAN阵列和NAS阵列是广泛应用的存储技术，虚拟化支持这

些技术以满足不同数据中心的存储需求。存储阵列通过存储区域网络连接到服务器组

并在服务器组之间共享。

3.IP网络

每台计算服务器都可以有多个物理网络适配器，为整个虚拟化数据中心提供高带

宽和可靠的网络连接。

4.管理中心

33

管理中心为数据中心提供一个单一控制点。它提供基本的数据中心服务，如访问

控制、性能监控和配置功能。它将各台计算服务器中的资源统一在一起，使这些资源

在整个数据中心中的虚拟机之间共享。其原理是：根据系统管理员设置的策略，管理

虚拟机到计算服务器的分配，以及资源到给定计算服务器内虚拟机的分配。

5.管理客户端

管理客户端为数据中心管理和虚拟机访问提供多种界面。这些界面包括Client.

WebClient(用于通过Web浏览器访问)或Command-LineInterface(CLI)o

(2)虚拟化应用优势

使用虚拟化对数据中心的基础架构进行虚拟化可以带来如下的优势。

1.降低设备成本与节能

虚拟化通过虚拟化提高设备的利用率，整合常规应用部署，减少设备数量规模。

通过虚拟化，对服务器费源进行分区，将多个应用的资源负载合并到一台服务器上，

使服务器资源的利用率提高到70%以上，充分挖掘服务器的潜能。

2.提高资源管理效率

虚拟化使跨系统的物理资源统一调配、集中运维成为可能，常规模式下对每台物

理服务器的一对一管理，变成对所有虚拟服务器的管理，每个虚拟服务器的虚拟硬件

设备都是标准化的，对管理员来说，只需通过一个管理界面就可以完成对数据中心内

所有服务器的安装配置、性能监控等管理任务。

3.灵活扩展

虚拟化提供的资源是弹性可扩展的，可以动态部署、动态分配、动态回收，以高

效的方式满足业务发展的资源需求。

4.充分利用现有设备和专业软件

虚拟化充分利用了现有成熟的服务器虚拟化技术来提高服务器和存储的资源利

用率，从而达到利旧，降低企业投资规模，获得更好的投资回报率等目标。利用虚拟

化技术，可以将某些对操作系统版本有严格要求的专业软件，在新的高性能服务器上

运行，而不需要进行软件更新或二次开发，延长其生命周期，也相应的提高了投资回

报率。

5.提供弹性的计算能力

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传统计算平台的的干算能力是固定且受限的，并且可扩展性低。而在虚拟化环境

中，当某台虚拟服务器能力不足时，计算节点可以动态添加到计算资源池中参与相关

的计算任务，来弥补计算资源的不足；当计算结束后时，计算节点可以参与到其他计

算任务当中或者从计算资源池中移除。

6.维护方式简便

虚拟化可以极大地简化用户的运维管理，实现业务系统快速部署、灵活变更。通

常情况下，IT人员经常需要到现场去解决各种技术问题，而通过虚拟化技术，几乎所

有IT问题都可以远程解决。

7.业务系统快速部署

虚拟化充分利用了成熟的虚拟化技术来构建底层的基础架构平台，而虚拟化技术

可以很方便地实现应用服务器的快速部署，从而也就加快了应用、业务系统的上线进

度。采用虚拟化技术后，在由采用模板或服务器复制方式快速建立一台新的虚拟化服

务器，耗时不超过15分钟。与传统方式相比，所需部署时间最短可以缩小到1/1440,

同时，采用ApplicationDirector等技术，更可构建PaaS级别上来进行应生的发布

和部署，极大的提高了用户信息中心应对各类突发新的应用需求的能力，并且节约了

工作时间，提高了工作效率。

2.5网络系统建设

2.5.1网络架构

本次网络建设方案采用层次化、模块化的设计思路，按照接入层、核心层和出口

层进行网络设备设计部署，通过无线控制器、防火清等实现增值业务功能，满足日益

增长的业务需求。网络层次结构包含以下内容：

(1)接入层

接入层交换机部署在楼层的网络机柜中，为终端用户提供高速有线接入以及无线

全覆盖二层交换服务功能。

由于接入层交换机直接连接网络用户，根据用户接入信息点数目和类型(GE),

对接入交换机的GE接口密度有较高的要求，当交换机连接无线接入点AP时需提供PoE

功能。

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(2)核心层

核心层交换机部署在核心机房中，汇聚各区域之间的用户流量，提供三层交换机

功能，连接园区外部网络到内部用户的“纵向流量”和不同汇聚区域用户之间的“横

向流量”要求高密10GE、高转发性能。

(3)无线网络层

无线控制系统通过园区内外实现管理互联。无线控集成在核心交换机，为无线接

入点AP提供管理平台，为AP下发配置文档，实现集中控制与集中认证。所有AP采

用集中认证、本地转发模式，减少内网网络流量迂回路径，节省带宽资源消起。

楼层安装POE交换机，无线AP通过网线下挂至POE交换机取电；部分AP因网线

长度原因无法通过POE取电的，可通过就近取电或采用POE供电模块的方式取电。

(4)服务器区域

内网安全区域主要为内网业务服务器提供网络防护，保证业务网络畅通并提供最

大限度的网络安全。服务器业务量巨大，需满足其高带宽，高可靠要求划分单独服务

器区域用户服务器接入使用。

(5)出口层

出口层为园区网络层安全防护，防火墙提供网络层安全防护的同时，还提供上网

行为管理、流量审计、IPS入侵防御、AV防病毒、URL地址过滤和垃圾邮件过滤功能。

2.5.2高可靠性设计

网络可靠性方案通过集群/堆叠技术将两台或多台交换机虚拟成一台交换机。可

以提高单节点设备可靠性，一台交换机故障，另外一台交换机自动接管故障设备上的

所有业务，可以做到业务无损切换。设备虚拟化通过跨设备的TRUNK链路，提升链路

级可靠性，并且流量可以均匀分布在TRUNK成员链路上，提高链路带宽利用率，条或

多条链路故障后,流量自动切换到其他正常的链路。

此方案另外一个优点网络配置和维护简单，二层接入网，不需要配置复杂的二层

环网和保护倒换协议，二层链路故障直接感知快速切换，三层网络中多个设备间共享

36

路由表，网络故障路由收敛速度快。网络管理和维护难度大大降低，此方案适应面广，

扩展性强，是网络的发展趋势。本方案不单台设备重要部件也提供冗余如下：

・主控1:1备份

•交换网1+1/1:1两种方式

•DC电源1+1备份；AC电源1+1/2+2备份

•模块化的风扇设计，高端配置支持单风扇失效

•无源背板，高可靠性

•独立的设备监控单元，和主控解耦

•所有模块热插拔

2.5.3无线网络

本次项目无线网络覆盖区域包含展示区及机房共需要5个AP。在规划WLAN网络

时系统的覆盖规划应主要考虑保证AP无线信号的有效覆盖，对AP天线进行选址与相

关配置。在选择AP摆放位置的时候，遵循以下几个原则：

1、如果在一个大厅里只安装一个AP,则尽量把AP安放在大厅的中央位置，而且

最好是放置于大厅天花板上；如果同一空间安装两个AP,则可以放在两个对角上。

2、保持信号穿过墙壁和天花板的数量最小。WLAN信号能够穿透墙壁和天花板，

然而，信号的穿透损耗较大。应放置AP与计算机于合适的位置，使墙壁和天花板阻

碍信号的路径最短，损耗最小。

3、考虑AP和覆盖区域之间直线连接。注意AP的放置位置，要尽量使信号能够

垂直的穿过墙壁或天花板。

4、AP天线方向可调，安装AP的位置应确保天线主波束方向正