隨著全球能源結構向綠色低碳轉型，新能源發電（如風電、光伏）裝機容量快速增長。然而，新能源場站分布分散、設備品牌眾多、通信協議不統一等問題，給集中監控、智能運維和電網調度帶來了巨大挑戰。其中，如何高效、可靠地接入并解析站內各種智能設備（如繼電保護裝置、測控裝置、電能表等）的數據，成為實現電站數字化、智能化的關鍵一環。

傳統的新能源電站內部，尤其是升壓站部分，大量使用遵循IEC 60870-5-103（簡稱IEC103）和IEC 60870-5-104（簡稱IEC104）標準的設備進行保護和監控通信。IEC103常用于串行鏈路（如RS485），傳輸保護事件、告警和測量值；而IEC104則是基于TCP/IP網絡的擴展，實現遠方監控與調度。與此同時，在發電單元（如風機、光伏逆變器）層級、輔控系統以及各類傳感器中，Modbus TCP/RTU協議因其簡單、通用而廣泛應用。此外，為了實現云平臺大數據分析、移動運維和高級應用，輕量級的MQTT協議也日益成為物聯網數據上云的首選。

因此，能夠在一臺設備上實現IEC103、IEC104與Modbus TCP、MQTT等多協議間雙向轉換的工業網關，就成為了打通新能源電站“信息孤島”、構建統一數據平臺的樞紐設備。它一端連接站內復雜的多協議設備網絡，另一端則以標準化、開放化的數據格式對接站控系統、SCADA系統或云平臺，極大地簡化了系統集成難度，提升了數據獲取的效率和靈活性。

核心功能解析：網關如何成為協議“翻譯官”

這類智能工業網關的核心使命是協議轉換與數據匯聚。其工作原理通常包含以下幾個關鍵步驟：

數據采集：網關通過串口（對IEC103）或網口（對IEC104）主動與下位設備（如保護裝置）建立連接，作為客戶端或從站，按照標準規約進行通信，讀取遙測、遙信、電度、保護事件等數據。

協議解析與映射：網關內部對采集到的原始報文進行深度解析，將IEC103/104協議中復雜的ASDU（應用服務數據單元）結構、信息體地址（如功能碼FUN、信息碼INF）和值，轉換為易于處理的內部數據點。

數據重構與轉發：網關按照預先配置好的點表映射關系，將內部數據點重新組織成目標協議的數據模型。例如，轉換為Modbus TCP協議下的保持寄存器地址和數值；或封裝成JSON等格式的Payload，通過MQTT協議發布到指定的Topic。

雙向通信與管理：除了數據上傳，網關還支持反向控制。監控中心可通過Modbus TCP寫入或MQTT消息下發指令，網關將其轉換為標準的IEC104遙控、設點命令，實現對遠方設備的控制，形成完整的雙向數據流。同時，網關提供Web配置界面，便于工程師進行協議參數、數據點表、通信鏈路的配置與監控。

三格電子解決方案：專業網關賦能新能源數據集成

在眾多工業通信解決方案提供商中，三格電子憑借其在電力自動化通信領域的深厚積累，推出了系列高性能、高可靠性的協議轉換網關產品，為新能源發電的數據集成提供了強有力的工具。其產品特點鮮明地體現在對電力標準協議的深度支持與靈活轉換上。

1. IEC103轉ModbusTCP網關

三格電子的IEC103轉ModbusTCP網關專門針對通過串行接口（RS232/RS485/RS422）通信的IEC103設備設計。這類設備在早期的保護屏柜中尤為常見。

應用場景：適用于需要將單臺或多臺（通過串口服務器匯聚）IEC103保護裝置的數據，接入到基于以太網和Modbus TCP協議的現代監控系統、PLC或數據采集服務器的場景。

關鍵特性：

深度協議解析：完整支持IEC103規約的各種傳輸過程和報文類型，能準確解析各類保護事件（如啟動、動作、返回）、故障錄波簡報、測量量（電流、電壓、功率）等。

靈活的串口配置：支持多種串口參數和連接方式，適應不同廠家的設備差異。

高效的點表映射：提供直觀的配置軟件，用戶可將IEC103的信息地址（FUN, INF, COT等）靈活映射到Modbus TCP的線圈、離散輸入、保持寄存器等地址空間，實現數據的“無縫對譯”。

穩定可靠：針對工業環境設計，寬溫寬壓，保障在電磁干擾復雜、連續運行的電站環境中穩定工作。

通過該網關，老舊保護裝置的寶貴運行數據得以輕松融入全新的數字化監控網絡，延長了設備生命周期，降低了改造成本。

2. IEC104轉Modbus網關

三格電子的IEC104轉Modbus網關則專注于處理基于TCP/IP網絡的IEC104通信。IEC104是目前國內新能源電站與調度系統、站控層通信的主流規約。

應用場景：廣泛應用于光伏電站、風電場升壓站的綜合自動化系統。網關可作為IEC104從站，與站內多個充當IEC104主站的測控、保護設備通信；同時作為Modbus TCP主站或從站，將匯聚的數據提供給站控計算機、智能運維平臺或第三方系統。

關鍵特性：

多鏈路并發處理：支持同時與多個IEC104主站或從站設備建立連接，進行數據交換，具備強大的多任務處理能力。

完整的IEC104服務支持：全面支持總召喚、時鐘同步、遙控、設點等標準應用服務，確保與調度或監控系統的規約一致性。

Modbus多角色支持：可根據需求配置為Modbus TCP服務器（從站）供上位機查詢，或配置為Modbus TCP客戶端（主站）主動向上位系統推送數據，集成方式極其靈活。

MQTT物聯擴展：部分高端型號還內置MQTT客戶端功能，支持將IEC104數據直接轉換為JSON格式，發布到阿里云、AWS IoT、私有MQTT Broker等物聯網平臺，一步到位實現數據上云，為智慧能源管理提供數據基礎。

在新能源發電中的具體價值體現

部署此類多協議轉換網關，能為新能源發電廠站帶來立竿見影的效益：

快速集成，降低復雜度：無需為每種協議開發獨立的通信驅動，一個網關解決多協議接入問題，縮短項目集成周期，降低軟件開發和調試成本。

打破壁壘，實現數據統一：將異構的IEC103/104數據統一轉化為標準的Modbus TCP或MQTT數據，使得不同品牌、不同型號的設備數據能夠在同一個平臺（如SCADA、EMS、數字孿生平臺）上呈現和處理。

賦能智能運維與高級應用：穩定、實時的全站數據流是進行狀態監測、故障預警、性能分析、功率預測等高級應用的基礎。網關提供的MQTT出口，尤其便于與大數據分析、AI算法平臺對接。

提升系統靈活性與可擴展性：當電站擴容或改造，新增設備時，只需在網關上配置新的通信鏈路和點表，無需改動上層系統架構，系統擴展性大大增強。

保障通信安全與可靠：專業的工業網關在數據隔離、看門狗、斷線重連等方面具有更強保障，提升了整個數據采集層的穩定性和可靠性。

?審核編輯 黃宇