引言：纵向加密装置在新型电力系统中的角色演进
随着智能变电站、新能源场站及配网自动化的快速发展，电力监控系统数据交互的广度和深度急剧增加。作为电力监控系统安全防护体系的核心设备，纵向加密认证装置（以下简称“纵向加密装置”）的传统“加密-解密”网关模式，在面对海量、实时、多业务的“调控云”或“物联管理平台”数据接入时，常面临性能瓶颈与协议适配难题。在此背景下，“透传”模式（或称“透明传输”、“旁路模式”）作为一种高效、灵活的解决方案应运而生。本文将从方案设计师视角，深入剖析纵向加密装置透传技术在特定场景下的应用方案、核心痛点解决与关键架构设计。
透传模式的核心原理与适用场景分析
纵向加密装置透传模式，是指装置在特定安全策略控制下，允许符合规则的网络数据包不经过加解密运算，直接、透明地通过装置进行转发。其核心在于基于“白名单”策略的深度报文过滤，通常结合源/目的IP、端口、协议类型（如IEC 60870-5-104、IEC 61850 MMS/GOOSE、Modbus TCP）进行精确控制。
典型适用场景包括：
- 智能变电站：站内监控系统（如一体化监控主机）与站外主站系统（如调度D5000）之间，对于实时性要求极高的非控制类数据（如PMU相量数据、故障录波文件头信息）的传输。
- 新能源场站（光伏、风电）：大量逆变器、风机监控数据通过场站监控系统汇聚后，需高速上传至集控中心或功率预测平台，数据量大且协议多样（常为104或扩展规约）。
- 配网自动化：配电终端（DTU/FTU）与配网主站之间，基于104规约的“三遥”数据实时传输，对通信延迟敏感。
架构设计：分层安全与精准控制的融合
成功的透传方案绝非简单的“开关”开启，而是需要严谨的架构设计。核心设计原则是“最小化透传”与“分层纵深防御”。
- 网络分区与边界清晰化：严格遵循“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的防护原则。透传流量必须限定在安全区I/II（生产控制大区）内部，或从安全区I/II向安全区III（管理信息大区）的特定单向传输。严禁跨安全大区的透传。
- 策略精细化配置：透传策略必须基于“五元组”（源IP、目的IP、源端口、目的端口、协议）进行最严格的限定。例如，在新能源场站场景，可仅允许场站监控服务器IP向集控中心特定IP的TCP 2404端口（104规约）进行透传。
- 设备级联与冗余设计：对于大型枢纽变电站或集控中心，可采用双机热备的纵向加密装置，并配置VRRP协议，确保透传业务的高可用性。装置本身应支持基于硬件的流量过滤与转发，保证线速性能。
痛点解决：性能、兼容性与运维难题的应对
透传方案直接针对传统网关模式的三大痛点：
- 解决性能瓶颈：加解密是CPU密集型操作。对于带宽要求超过100Mbps或会话数巨大的新能源数据上传场景，网关模式可能导致装置CPU过载、数据延迟或丢包。透传模式绕过了加解密过程，能极大提升吞吐量，满足《电力监控系统网络安全防护导则》中对实时性的要求。
- 解决私有/非标协议兼容性问题：部分新能源设备或配网终端采用厂商私有协议或对标准104/61850规约进行了扩展。传统纵向加密装置可能无法正确解析和加解密这些报文。透传模式以IP包为处理单元，不关心应用层协议内容，完美解决了协议兼容性难题。
- 简化运维与故障定位：网关模式下，任何通信中断都需排查装置两端网络、装置自身策略及加解密状态。透传模式下，装置接近于一台策略路由器，网络拓扑更清晰，可利用装置自带的流量镜像和日志功能，快速定位是网络问题还是应用问题。
实施方案与安全考量：以智能变电站为例
以一个接入PMU（相量测量单元）的智能变电站为例，阐述透传方案的实施要点：
- 需求确认：明确PMU数据需以≥100帧/秒的速率向主站WAMS系统透传，协议为IEEE C37.118，延迟要求小于50ms。
- 策略制定：在纵向加密装置上配置精确透传策略：源地址（站内PMU管理单元IP）、目的地址（上级调度WAMS服务器IP）、协议端口（UDP 4712/4713）。同时，必须保留对站内SCADA与调度主站之间关键控制指令（如104遥控）的加密认证通道。
- 安全审计：启用装置的会话日志和流量统计功能，对透传通道进行持续监控，确保无非授权流量。定期（如每月）审计透传策略的有效性与必要性。
- 符合规范：方案设计需满足《电力监控系统安全防护方案》及国网/南网相关补充规定，确保透传应用在政策允许范围内，并完成必要的安全评估和审批流程。
总结
纵向加密装置的透传模式，是在确保电力监控系统网络安全防护框架不被破坏的前提下，针对智能变电站、新能源场站等高流量、多协议、低延迟特定场景的优化解决方案。它为项目经理和方案设计师提供了一种平衡安全与效率的有效工具。成功的关键在于精准的场景识别、基于最小化原则的严格策略设计，以及贯穿始终的纵深防御思想。未来，随着电力物联网和“云管边端”架构的深化，纵向加密装置的智能策略调度与动态透传能力，将成为支撑新型电力系统安全稳定运行的重要基石。