一、MMS 协议测试方法
MMS（制造报文规范）是 IEC61850 中用于设备监控和控制的核心协议，测试需覆盖以下维度：
（一）协议栈实现验证
-
连接管理测试
-
测试用例：建立和释放 MMS 连接 100 次，检查是否存在连接泄漏或超时异常
-
验证点：
python# 伪代码示例：验证MMS连接建立超时符合标准（通常≤10s） def test_mms_connection_timeout(): connect_time = measure_time(mms_client.connect(server_ip, 102)) assert connect_time < 10, f"连接超时: {connect_time}秒" -
服务映射验证
- 检查设备是否正确映射 IEC61850 服务到 MMS 服务（如 GetDataValues→Read，SetDataValues→Write）
（二）数据模型访问测试
- 基本数据类型测试
- 测试用例：读写 BOOLEAN、INT32、FLOAT32 等数据类型，验证编码符合 ISO/IEC 8824-1
- 工具：使用 Wireshark 捕获 MMS APDU，检查类型标识（如 BOOLEAN 为 0x83）
- 复合数据类型测试
- 验证结构（STRUCT）、数组（ARRAY）等复杂类型的嵌套层级和访问路径
- 示例：检查
LLN0$DC$Mod（设备模式）数据对象的访问路径正确性
（三）服务完整性测试
-
Read 服务验证
-
测试用例：读取设备完整数据集，验证返回值与 SCL 配置一致
-
验证点：
python# 伪代码示例：验证Read服务返回的品质位（Quality）字段 def test_mms_read_quality(): response = mms_client.read("MMXU1$PhV$A$mag$f") assert response.quality.validity == "good", "品质位验证失败" -
Report 服务验证
- 触发数据变化报告，检查 TOS（时间戳）、RPTID（报告 ID）字段格式
二、GOOSE 协议测试方法
GOOSE（通用面向对象变电站事件）用于快速跳闸命令传输，测试需关注：
（一）报文格式验证
- 帧结构检查
- 使用协议分析仪检查 GOOSE 帧头（APPID=0x8100）、数据集引用（DatSet）等字段
- 示例：验证
stNum（状态序号）和sqNum（序列号）的递增规则
- 数据编码测试
- 检查 GOOSE 数据元素的 ASN.1 BER 编码，如 BOOLEAN 类型编码为 0x01 0x01 [00/FF]
（二）传输机制测试
-
发布 / 订阅机制
-
测试用例：发布者发送 GOOSE 报文，验证订阅者在 T0+T1 时间内（通常≤4ms）接收到
-
验证脚本：
python# 伪代码示例：测量GOOSE传输延迟 def test_goose_latency(): send_time = time.time() goose_publisher.send("TRIP", {"status": True}) receive_time = goose_subscriber.wait_for_message("TRIP") latency = (receive_time - send_time) * 1000 # 转换为毫秒 assert latency < 4, f"GOOSE延迟超标: {latency}ms" -
心跳机制验证
- 检查当数据无变化时，GOOSE 是否按
confRev（配置版本）和timeAllowedToLive发送心跳
- 检查当数据无变化时，GOOSE 是否按
（三）可靠性测试
- 丢包恢复测试
- 模拟网络丢包（丢包率≤5%），验证设备能通过序列号检测丢包并请求重发
- 风暴抑制测试
- 突发 1000 帧 /s 的 GOOSE 报文，检查设备是否触发流量控制（通常限制在 500 帧 /s 以下）
三、SV 协议测试方法
SV（采样值）用于实时传输电流电压数据，测试重点包括：
（一）报文结构验证
- 数据内容检查
- 验证 SV 报文中
smvID（采样值 ID）、smpCnt（采样计数）、instMag（瞬时值）字段 - 工具：使用 SVAnalyzer 解析 IEEE C37.118 格式数据
- 验证 SV 报文中
（二）采样精度测试
-
幅值精度验证
- 输入标准电流（如 5A），验证 SV 输出值与实际值误差≤0.2%
- 测试脚本：
- 相位精度验证
- 输入相位差为 90° 的电压电流，验证测量相位差与理论值偏差≤0.5°
（三）传输性能测试
- 带宽占用测试
- 测量 50Hz/256 点采样率下的 SV 流量（约 1.5Mbps），检查是否超出网络设计容量
- 过载处理测试
- 当网络负载达到 80% 时，验证 SV 报文无丢失且采样同步性不受影响
四、测试实施框架与工具链
（一）测试环境搭建
python┌────────────────┐ ┌────────────────┐ ┌────────────────┐ │ 协议分析仪 │◄───►│ 被测设备(IED) │◄───►│ 仿真测试仪 │ │(Wireshark等) │ │ │ │(OMICRON CPC100+)│ └────────────────┘ └────────────────┘ └────────────────┘ ▲ │ │ ▼ ┌────────────────┐ ┌────────────────┐ │ 配置管理工具 │ │ 测试执行引擎 │ │(SCL Editor) │ │(Python脚本) │ └────────────────┘ └────────────────┘ -
-
-
（二）自动化测试脚本示例
python
# 完整测试框架示例：使用pytest框架验证IEC61850协议
import pytest
from iec61850.client import IEC61850Client
from iec61850.goose import GOOSEListener
from iec61850.sv import SVReceiver
@pytest.fixture(scope="module")
def mms_client():
client = IEC61850Client("192.168.1.100", 102)
client.connect()
yield client
client.disconnect()
def test_mms_connection(mms_client):
"""验证MMS连接建立"""
assert mms_client.is_connected(), "MMS连接失败"
def test_goose_reception():
"""验证GOOSE接收功能"""
listener = GOOSEListener("eth0")
listener.start()
message = listener.wait_for_message(timeout=5)
assert message is not None, "未接收到GOOSE报文"
listener.stop()
def test_sv_accuracy(sv_receiver):
"""验证SV采样精度"""
samples = sv_receiver.collect_samples(duration=2)
for sample in samples:
assert abs(sample.current - 1.0) < 0.002, "电流采样精度超标"
if __name__ == "__main__":
pytest.main(["-v", "--html=test_report.html"])五、测试报告与合规判定
测试完成后，需生成包含以下内容的报告：
- 测试覆盖度分析：列出已执行 / 未执行的测试用例
- 不符合项清单：记录未通过的测试项及详细描述
- 合规性结论：明确设备是否符合 IEC61850-8-1/9-2 标准
- 建议措施：针对发现的问题提供整改建议
判定规则示例：
- 关键测试项（如 GOOSE 传输延迟）未通过 → 判定为不符合
- 次要测试项（如可选 MMS 服务未实现）未通过 → 判定为有条件符合，需标注缺失功能
通过系统化的协议测试，可确保设备在实际运行环境中与其他厂商设备实现可靠互操作，满足智能变电站自动化系统的通信要求。