引言：重新审视“纵向加密”在新型电力系统中的应用边界
在电力二次安全防护体系中，纵向加密认证装置作为调度数据网边界的关键防线，其核心使命是保障生产控制大区与调度主站间通信的机密性、完整性与可靠性。然而，随着智能变电站、新能源场站及配网自动化的快速发展，传统“一刀切”的纵向加密部署模式正面临新的挑战。对于项目经理与方案设计师而言，理解在特定场景下如何“优化”乃至“去除”纵向加密，并非削弱安全，而是基于风险与效率的再平衡，是构建更灵活、高效、安全的现代电力通信架构的关键。本文将从具体应用场景出发，探讨其方案设计、痛点解决与架构演进。
场景一：智能变电站的“站内纵向加密”优化方案
智能变电站内部遵循IEC 61850标准，过程层、间隔层、站控层之间通过站控层网络（MMS）和过程层网络（GOOSE/SV）进行高速、实时通信。传统方案在站控层与调度主站间部署纵向加密装置。
痛点： 对于站内多个业务系统（如监控、保信、电能量）分别与不同上级主站通信时，若每个通道均独立部署纵向加密，会导致设备堆叠、配置复杂、运维困难，且可能影响GOOSE/SV等对实时性要求极高业务的传输效率。
解决方案与架构设计： 采用“纵向加密网关”或“安全通信网关”一体化方案。该设备集成多业务接入、协议转换（如IEC 61850 MMS转IEC 60870-5-104或DL/T 634.5104）、流量汇聚与纵向加密认证于一体。
- 架构核心： 在站控层网络部署一台高性能安全通信网关，所有需要上送调度的业务系统（监控主机、保信子站、电能量终端）均将数据汇聚至该网关。
- “去除”逻辑： 在网关内部，对不同安全等级的业务数据进行分类处理。对于非实时、非控制类业务（如电能量信息），在网关与调度主站间启用纵向加密通道；对于需要低时延交互的监控数据，可在网关与主站间采用基于数字证书的增强型身份认证与报文完整性?；ぃǚ瞎馨踩?015〕36号文对“纵向加密”的广义要求），而酌情简化或优化加密过程，以降低时延。
- 关键参数： 网关需支持至少4个以上调度方向，加密吞吐量不低于200Mbps，平均转发时延小于1ms。
场景二：新能源场站（集中式/分布式）的“汇聚简化”方案
大型光伏电站、风电场通常由数十至数百个发电单元（逆变器、风机控制器）组成，数据需经场站监控系统汇聚后上送调度。
痛点： 若在每个发电单元与场站监控系统之间都模拟“纵向加密”，成本极高且不现实。场站与调度主站间的传统纵向加密装置可能成为海量数据上传的瓶颈。
解决方案与架构设计： 实施“分区汇聚、边界强化”的两级安全架构。
- 场站内部（生产控制大区）： 发电单元与场站监控系统之间，通过工业防火墙进行逻辑隔离和访问控制，采用轻量级的双向身份认证（如基于预共享密钥），而不实施标准的纵向加密。这符合“安全分区”原则，将风险控制在局部。
- 场站边界（调度数据网接入区）： 在场站监控系统（或专用的数据采集网关）与调度数据网路由器之间，部署纵向加密认证装置，作为统一、坚固的对外安全边界。
- “去除”逻辑： 实质上是在非关键、同安全域的内部通信链路上，“去除”了资源消耗型的加密运算，将安全资源集中投放在最关键的场站出口。同时，监控系统对内部数据进行聚合、压缩后再加密传输，极大提升了出口通道效率。
场景三：配网自动化的“安全隧道替代”与云边协同架构
配网自动化终端（DTU、FTU）数量庞大、分布广泛，通过无线公网（4G/5G）或光纤专网接入配网主站。
痛点： 为每个终端部署硬件纵向加密装置成本无法承受。传统纵向加密装置对IPsec等隧道协议的支持与海量终端管理能力不足。
解决方案与架构设计： 采用“软件定义安全”与“云边协同”的架构。
- 终端侧： 在配网自动化终端嵌入式系统中，集成轻量级国密算法的IPsec VPN客户端软件或安全通信?？?，实现与主站安全接入平台之间建立加密隧道。
- 主站侧： 部署高性能的“安全接入网关”或“VPN集中器”，替代传统的纵向加密装置阵列。该平台具备海量终端证书管理、隧道建立、流量加密解密和访问控制能力。
- “去除”逻辑： 此方案“去除”了专用的纵向加密硬件设备，但其安全功能（加密、认证）以软件形式内嵌于通信链路中，并通过集中管理平台实现了更灵活的策略下发与安全运维。这符合《电力监控系统网络安全防护导则》中对“采用加密、认证等技术措施”的原则要求，是技术形态的演进。
- 标准参考： 方案需遵循国网Q/GDW 1590《配电自动化终端安全防护技术规范》等相关要求。
总结：从“装置去除”到“能力内化与架构优化”
综上所述，在智能变电站、新能源场站、配网自动化等特定场景中讨论“去除纵向加密”，其本质并非放弃安全，而是追求更精细化、场景化的安全部署。核心思路在于：1. 汇聚简化： 通过一体化网关汇聚流量，减少加密节点；2. 边界强化： 将安全资源聚焦于网络关键边界，内部简化；3. 形态演进： 以软件化、服务化的安全能力（如IPsec VPN、证书认证）替代专用硬件，实现更弹性、可扩展的防护。对于项目经理和方案设计师，关键在于深入分析业务流量模型、安全等级要求与成本约束，在满足国家及行业强制安全标准（如国能安全〔2015〕36号文）的前提下，设计出兼顾安全、性能与经济效益的最优架构，推动电力二次安全防护体系向更智能、更融合的方向发展。