正向隔离装置(网闸)数据采集方案

PV & Neue Energien Netzanschluss & „Vier-Fähigkeiten“-Geräte

随着国家“双碳”目标等相关政策的推出和光伏技术的发展以及工商业企业屋顶多为闲置资源,安装光伏电站可将其转化为“发电站”,盘活固定资产并创造持续收益。

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正向隔离装置网闸数据采集方案

方案背景

随着国家“双碳”目标等相关政策的推出和光伏技术的发展以及工商业企业屋顶多为闲置资源,安装光伏电站可将其转化为“发电站”,盘活固定资产并创造持续收益。种种因素的加持下国内工商业光伏项目蓬勃发展。

分布式光伏电站并网涉及的网络系统是一个典型的“发-配-用”一体化信息物理系统,其核心是确保电力安全、稳定、高效地生产、传输、监控和消费。其网络系统可以按照“站内系统”和“站外系统”两大部分来理解。

光伏并网项目中,站内系统包含大量实时控制设备(如逆变器、保护装置等),若站外系统(通常连接互联网或企业办公网络)互通,黑客可能通过管理信息大区的漏洞入侵生产控制大区,篡改控制指令、破坏设备正常运行,甚至引发大面积停电。因此光伏并网项目需符合《光伏发电站并网运行控制规范》(GB/T33599—2017)、《电力二次系统安全防护规定》等国家强制标准。这些规范明确要求,站内系统(如光伏电站内网,包含逆变器、汇流箱等设备)与站外系统(如电网调度主站、企业运维系统)之间必须设置物理隔离装置,且横向数据传输需采用“单向隔离”模式——正向隔离装置用于站内系统向站外系统传输数据(如光伏发电量、设备状态),反向隔离装置用于站外系统向站内系统传输数据(如调度指令)。

方案说明

正反向隔离装置(网闸)是网络安全的核心防线,严格阻断内外网直接通信(物理层断开),确保站内系统与站外系统的数据交换“单向可控、病毒不穿透”但物联网采集系统需实时获取隔离装置另一侧(如内网设备)的传感器数据、设备状态等关键信息,传统“直连采集”因突破隔离规则被禁止,导致数据采集中断、业务系统“断粮”。

为了解决这个痛点我们专门针对该使用场景开发了正向隔离设备数据采集设备,可实现通过正向隔离装置仍能将数据传输到客户的运维平台。产品安全合规、低延迟、易于调试,让隔离网络中的数据“安全流动”!

方案核心

本方案基于“隔离侧代理中转+安全协议适配等技术”的技术架构,通过部署在隔离装置外网侧的专用采集网关,与内网侧预置的“数据转发网关”协同工作,在严格遵守隔离装置通信规则的前提下,完成物联网设备所需的数据采集。从而实现突破隔离限制,安全合规实现可靠采集。

方案拓扑图

正向隔离装置(网闸)数据采集方案

技术原理

1.隔离装置兼容性设计

•深度适配主流正向隔离装置(如南瑞、卫士通、珠海鸿瑞、兴唐等品牌)

•严格遵循隔离装置的“单向物理断开+双向逻辑摆渡”机制——内网数据通过我们采集管理机后经过正向隔离装置“正向摆渡”到外转发管理机,全程无直接网络连接,满足等保2.0及行业安全规范。

2.采集流程:四步实现“安全数据流动”

①内网数据准备:站内采集管理机通过标准ModbusRTU或其他标准协议对内网物联网设备(如逆变器、环境监测装置、电能质量检测仪、或其他电力二次设备)进行数据采集。

②正向摆渡(内→外):站内采集管理机将采集到的原始数据(或按需解析后的结构化数据)通过正向隔离装置允许的正向通道(如固定端口、特定协议格式),摆渡到站外转发管理机;

③外网采集处理:站外转发管理机接收摆渡数据,进行协议转换(如转换为MQTT/HTTP/JSON格式)、数据清洗(去冗余、校验异常值),并通过4G/5G/以太网上传至云平台/本地服务器。

方案优势

1.安全合规,通过严苛验证

•100%符合《电力监控系统安全防护规定》《等保2.0》对正反向隔离装置的使用要求,支持隔离装置的“白名单IP/端口”“数据内容过滤”“摆渡日志审计”等功能。

2.低延迟高可靠,数据不丢包

•站内采集管理机支持“数据缓存”,避免因短暂隔离中断导致数据丢失,恢复后自动补传。

•实测端到端延迟<500ms(常规场景),满足工业控制、实时监测等业务对时效性的要求。

3.协议灵活适配,覆盖多场景需求

•支持标准TCP协议(自定义报文)及主流工业协议(ModbusTCP、OPCUA、MQTT等),可快速适配自有设备。

•兼容单设备到多设备集群采集,单网关并发连接数≥50路,满足大规模物联网场景。

4.易部署免调试,降低实施成本

•采集、转发通讯管理机外观小巧已于安装,不增加其他配套外设成本

•支持远程调试(通过安全通道接入),我们的技术团队协助完成隔离装置规则配置、IP白名单添加等操作,2小时内响应现场问题,最快当天上线。

典型应用场景

▶电力行业:光伏电站内逆变器、防孤岛装置、环境监测装置、并网柜、电能质量检测仪等电力二次设备的数据采集(需通过正隔离装置上传至调度云平台冰河转发到企业的能源监控云平台)

▶石油化工:生产区DCS系统数据安全摆渡至管理区MES/ERP系统

▶轨道交通:车站设备监控数据(如温湿度、门禁状态)通过隔离装置传输至控制中心

▶智能制造:工厂内机器人/传感器数据采集(满足等保合规,同时对接工业互联网平台)

为什么是我们?

我们拥有专注物联网数据采集与工业网络安全融合10年从业经验的工程师团队。已为国内数千家客户提供物联网数据采集解决方案。

•技术沉淀

我们团队深度掌握主流隔离装置通信协议(如南瑞网闸的“摆渡引擎API”、卫士通的“安全通道配置”),方案经海量项目验证。

•定制化能力

支持客户私有协议解析、个性化数据格式转换、边缘计算(本地数据预处理)。

•全生命周期服务

提供“方案设计→部署调试→运维培训→安全升级”一站式服务,让您省心、放心。