IEC 104 规约(IEC 60870-5-104)是国际电工委员会制定的电力自动化领域核心通信协议，它基于 TCP/IP 网络，为控制中心(主站)与变电站、远程终端单元(RTU)等子站之间的实时数据监控与控制提供了标准化的解决方案。凭借其高可靠性、强实时性、良好的可扩展性和兼容性，该协议的应用场景已非常广泛。以下是 IEC 104 规约的主要应用场景的详细阐述：
一、 电力系统核心应用场景
这是 IEC 104 规约最根本和最重要的应用领域，贯穿电力系统的发、输、变、配、用各个环节。
1. 电网调度自动化系统
这是 IEC 104 最经典的应用场景。在省调、地调、县调等各级电网调度中心，IEC 104 协议是连接调度主站与成百上千个变电站的“神经网络”。
数据采集（遥测、遥信） ：主站通过 IEC 104 协议周期性地“召唤”变电站的数据，获取全网的负荷分布、关键线路的潮流信息、母线电压等模拟量，以及断路器的分合闸状态、隔离开关位置等数字量信息。这些数据是实现电网状态感知和运行态势分析的基础。
远程控制（遥控、遥调） ：调度员可以通过主站向变电站下发遥控指令，如远程分合断路器以调整电网运行方式、快速隔离故障;或下发遥调指令，调节变压器的分接头位置和有载调压电容器的投切，从而维持电压稳定。
2. 变电站自动化系统
在现代化变电站中，IEC 104 规约扮演着至关重要的角色，尤其是在智能变电站中。
站内通信与数据汇聚：变电站内的智能电子设备(IED)，如保护继电器、测控装置、智能电表等，通过 IEC 104 协议与站控层进行通信。这些设备采集到的电压、电流、功率等电气参数以及设备状态信息，通过 IEC 104 协议上传至站控层的监控主机或远动通信装置(RTU/Gateway)。
与调度中心的桥梁：站控层设备(通常作为 IEC 104 服务器)再将汇聚后的数据，通过 IEC 104 协议上传至上一级调度中心(作为 IEC 104 客户端)，实现远方监视与控制。这种分层架构保证了站内和站间通信的标准化与高效性。
3. 配电自动化(DA)系统
IEC 104 协议是支撑配电自动化系统的关键技术，旨在提高供电可靠性。
终端设备通信：在配电网中，众多的配电终端单元(DTU)、馈线终端单元(FTU)和站所终端(TTU)部署在开闭所、环网柜、柱上开关等位置。
功能实现：这些终端通过 IEC 104 协议将馈线电流、电压、有功/无功功率、故障指示信号、开关状态等关键数据实时上传至配电主站。主站则根据这些信息进行故障定位、隔离和非故障区段的恢复供电(FDIR)，以及网络重构，从而大幅缩短停电时间，提升供电可靠性。
4. 发电厂监控系统
IEC 104 协议也广泛应用于各类发电厂的监控系统中，包括火电、水电、核电及新能源电站。
设备远程监控：实现对发电机、汽轮机、锅炉、励磁系统、冷却系统等关键发电设备的远程监视和控制。
数据上报与优化：例如，在水电站(如二滩水电站)的监控系统中，IEC 104 协议被用于解决调度中心与电站间的远动通信问题，实现了“无人值班、少人值守”的高效运营模式，优化了发电生产过程。
二、 特定场景与扩展应用
随着技术的发展，IEC 104 协议的应用已不再局限于传统的电力行业。
1. 新能源发电领域(光伏、风电)
新能源的并网监控对 IEC 104 协议提出了强烈需求。
光伏电站监控：在光伏电站中，逆变器、智能电表、气象站等底层设备通常使用 Modbus、DL/T645 等协议。通过集成 IEC 104 协议栈的智能网关(如 BE110 系列)，可以将这些分散设备的运行数据(如发电功率、故障告警、并网状态等)统一转换为 IEC 104 协议，上传至电网公司的调度数据平台或企业自有云平台。
自动发电控制（AGC） ：在大型风电和光伏基地，IEC 104 协议还用于传输 AGC 控制命令，以实现对新能源场站出力的精确调节，满足电网的调度需求。
2. 城市轨道交通
IEC 104 协议的应用已超越电力行业，广泛应用于城市轨道交通领域。在地铁、轻轨等系统中，它被用于监控沿线牵引变电站、降压变电站、环控设备(通风、空调)、照明系统、电梯等关键设施的运行状态。通过与铁路行业的专用协议结合，实现了对轨道交通电力系统和动力环境系统的统一监控。
三、 跨协议协同与现代系统集成
在实际复杂的工业环境中，IEC 104 很少孤立存在，它经常与其他协议协同工作，并通过网关实现与现代信息系统的无缝集成。
1. 与 IEC 101 协议的协同
这是最经典的协同模式。由于IEC 101基于串口通信(RS-232/485)，而IEC 104基于TCP/IP网络，两者在应用层(ASDU)上是共通的。
场景：在老旧变电站改造或新建项目中，现场层的RTU或IED设备可能仍使用IEC 101协议通过串口与站控层网关通信。该网关设备将收到的IEC 101数据进行协议转换与数据汇聚，然后通过IEC 104协议上传至远处的调度中心。这充分利用了IEC 101的成熟性和IEC 104的网络化优势。
2. 与 Modbus 协议的转换
能源行业中存在大量基于Modbus协议的老旧或非电力专用设备。
场景：实现Modbus设备(如电表、逆变器、PLC)与IEC 104主站的无缝对接是常见的工程需求。专用的协议转换网关(如钡铼技术的BE102、研华的mbio2iec104等)可以扮演Modbus主站角色采集数据，同时作为IEC 104服务器，将Modbus数据映射为IEC 104的点表，供电力监控系统(SCADA)使用。一个典型的案例是将光伏逆变器的Modbus数据转换为IEC 104协议，接入电力监控系统。
3. 与 DNP3 协议的协同
DNP3协议在北美和部分亚太地区占主导地位，而IEC 104在中国和欧洲广泛应用。
场景：在跨国项目或需兼容不同标准体系的系统中，需要实现两种协议的互转。支持双协议栈的网关或RTU设备可以同时支持IEC 104和DNP3协议，既可以作为IEC 104从站与IEC 104主站(如欧洲设备)通信，也可以作为DNP3从站与DNP3主站(如北美设备)通信，实现异构网络的无缝连接。
甚至在一些更复杂的场景中，协议转换还能在IEC 104 和 IEC 101/103 以及 DNP3 之间进行链式转换。
4. 与现代IT系统的集成
由于其依赖于标准的TCP/IP协议栈，IEC 104 能够非常方便地与上层信息系统集成。
与EMS/ERP/GIS系统集成：EMS(能量管理系统)可以利用IEC 104获取电网实时数据进行分析与优化;GIS(地理信息系统)可以关联IEC 104点号与地理坐标，实现可视化运维;ERP(企业资源规划)系统则可以获取电厂的发电量、设备运行时长等数据进行资产管理。
工业物联网（IIoT）融合：现代工业通信设备(如5G工业路由器、边缘计算网关)集成了IEC 104协议栈。它们可以将IEC 104的遥测数据上传至云端IIoT平台，从而实现：
故障告警和远程诊断：通过MQTT等协议将告警信息推送到运维人员的手机APP。
历史数据分析与预测性维护：将长时间序列的遥测数据存入云端大数据平台进行建模分析，预测设备寿命。
总结
IEC 104 规约凭借其基于 TCP/IP 网络、实时性强、可靠性高、功能丰富(支持四遥：遥测、遥信、遥控、遥调)等特性，已经成为现代电力系统的通信基石。其应用场景从传统的电网调度、变电站自动化、配电自动化，扩展到了新能源发电和城市轨道交通。更重要的是，通过协议转换网关，它能与 IEC 101、Modbus、DNP3 乃至 MQTT 等协议协同工作，解决了工业网络异构集成难题。最终，它通过标准的 TCP/IP 接口，向上实现了与 EMS、ERP、GIS 等现代信息系统的无缝对接，从而在智能电网和工业物联网的架构中扮演着承上启下的关键角色。尽管面临网络安全和实现复杂性等挑战，但IEC 104规约在未来很长一段时间内仍将是电力及泛能源领域自动化通信的主流标准之一。