一、MMS 協議測試方法
MMS（制造報文規范）是 IEC61850 中用于設備監控和控制的核心協議，測試需覆蓋以下維度：
（一）協議棧實現驗證
- 連接管理測試
- 測試用例：建立和釋放 MMS 連接 100 次，檢查是否存在連接泄漏或超時異常
- 驗證點：
# 偽代碼示例：驗證MMS連接建立超時符合標準（通常≤10s） def test_mms_connection_timeout():connect_time = measure_time(mms_client.connect(server_ip, 102))assert connect_time < 10, f"連接超時: {connect_time}秒" - 服務映射驗證
- 檢查設備是否正確映射 IEC61850 服務到 MMS 服務（如 GetDataValues→Read，SetDataValues→Write）
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（二）數據模型訪問測試
- 基本數據類型測試
- 測試用例：讀寫 BOOLEAN、INT32、FLOAT32 等數據類型，驗證編碼符合 ISO/IEC 8824-1
- 工具：使用 Wireshark 捕獲 MMS APDU，檢查類型標識（如 BOOLEAN 為 0x83）
- 復合數據類型測試
- 驗證結構（STRUCT）、數組（ARRAY）等復雜類型的嵌套層級和訪問路徑
- 示例：檢查
LLN0$DC$Mod（設備模式）數據對象的訪問路徑正確性
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（三）服務完整性測試
- Read 服務驗證
- 測試用例：讀取設備完整數據集，驗證返回值與 SCL 配置一致
- 驗證點：
# 偽代碼示例：驗證Read服務返回的品質位（Quality）字段 def test_mms_read_quality():response = mms_client.read("MMXU1$PhV$A$mag$f")assert response.quality.validity == "good", "品質位驗證失敗" - Report 服務驗證
- 觸發數據變化報告，檢查 TOS（時間戳）、RPTID（報告 ID）字段格式
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二、GOOSE 協議測試方法
GOOSE（通用面向對象變電站事件）用于快速跳閘命令傳輸，測試需關注：
（一）報文格式驗證
- 幀結構檢查
- 使用協議分析儀檢查 GOOSE 幀頭（APPID=0x8100）、數據集引用（DatSet）等字段
- 示例：驗證
stNum（狀態序號）和sqNum（序列號）的遞增規則
- 數據編碼測試
- 檢查 GOOSE 數據元素的 ASN.1 BER 編碼，如 BOOLEAN 類型編碼為 0x01 0x01 [00/FF]
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（二）傳輸機制測試
- 發布 / 訂閱機制
- 測試用例：發布者發送 GOOSE 報文，驗證訂閱者在 T0+T1 時間內（通常≤4ms）接收到
- 驗證腳本：
# 偽代碼示例：測量GOOSE傳輸延遲 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 # 轉換為毫秒assert latency < 4, f"GOOSE延遲超標: {latency}ms" - 心跳機制驗證
- 檢查當數據無變化時，GOOSE 是否按
confRev（配置版本）和timeAllowedToLive發送心跳
- 檢查當數據無變化時，GOOSE 是否按
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（三）可靠性測試
- 丟包恢復測試
- 模擬網絡丟包（丟包率≤5%），驗證設備能通過序列號檢測丟包并請求重發
- 風暴抑制測試
- 突發 1000 幀 /s 的 GOOSE 報文，檢查設備是否觸發流量控制（通常限制在 500 幀 /s 以下）
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三、SV 協議測試方法
SV（采樣值）用于實時傳輸電流電壓數據，測試重點包括：
（一）報文結構驗證
- 數據內容檢查
- 驗證 SV 報文中
smvID（采樣值 ID）、smpCnt（采樣計數）、instMag（瞬時值）字段 - 工具：使用 SVAnalyzer 解析 IEEE C37.118 格式數據
- 驗證 SV 報文中
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（二）采樣精度測試
- 幅值精度驗證
- 輸入標準電流（如 5A），驗證 SV 輸出值與實際值誤差≤0.2%
- 測試腳本：
- 相位精度驗證
- 輸入相位差為 90° 的電壓電流，驗證測量相位差與理論值偏差≤0.5°
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（三）傳輸性能測試
- 帶寬占用測試
- 測量 50Hz/256 點采樣率下的 SV 流量（約 1.5Mbps），檢查是否超出網絡設計容量
- 過載處理測試
- 當網絡負載達到 80% 時，驗證 SV 報文無丟失且采樣同步性不受影響
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四、測試實施框架與工具鏈
（一）測試環境搭建
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┌────────────────┐ ┌────────────────┐ ┌────────────────┐ │ 協議分析儀 │?───?│ 被測設備(IED) │?───?│ 仿真測試儀 │ │(Wireshark等) │ │ │ │(OMICRON CPC100+)│ └────────────────┘ └────────────────┘ └────────────────┘▲ ││ ▼ ┌────────────────┐ ┌────────────────┐ │ 配置管理工具 │ │ 測試執行引擎 │ │(SCL Editor) │ │(Python腳本) │ └────────────────┘ └────────────────┘
（二）自動化測試腳本示例?
# 完整測試框架示例：使用pytest框架驗證IEC61850協議
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 clientclient.disconnect()def test_mms_connection(mms_client):"""驗證MMS連接建立"""assert mms_client.is_connected(), "MMS連接失敗"def test_goose_reception():"""驗證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報文"listener.stop()def test_sv_accuracy(sv_receiver):"""驗證SV采樣精度"""samples = sv_receiver.collect_samples(duration=2)for sample in samples:assert abs(sample.current - 1.0) < 0.002, "電流采樣精度超標"if __name__ == "__main__":pytest.main(["-v", "--html=test_report.html"])五、測試報告與合規判定
測試完成后，需生成包含以下內容的報告：
- 測試覆蓋度分析：列出已執行 / 未執行的測試用例
- 不符合項清單：記錄未通過的測試項及詳細描述
- 合規性結論：明確設備是否符合 IEC61850-8-1/9-2 標準
- 建議措施：針對發現的問題提供整改建議
判定規則示例：
- 關鍵測試項（如 GOOSE 傳輸延遲）未通過 → 判定為不符合
- 次要測試項（如可選 MMS 服務未實現）未通過 → 判定為有條件符合，需標注缺失功能
通過系統化的協議測試，可確保設備在實際運行環境中與其他廠商設備實現可靠互操作，滿足智能變電站自動化系統的通信要求。
