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103协议一致性测试

电力系统通信的合规与技术实践

在智能电网建设加速推进的背景下，电力系统自动化设备的互联互通成为保

障电网安全稳定运行的关键环节。作为电力行业应用最广泛的通信协议之一，

DL/T667-1999（等同采用IEC60870-5-103标准，以下简称103协议）为

继电保护设备与监控系统间的数据交换提供了统一规范。协议一致性测试作为确

保设备互操作性的技术屏障，其重要性随着电网复杂度提升日益凸显。本文将从

法律依据、技术架构、测试实践及产业影响四个维度，系统剖析103协议一致

性测试的核心价值与实施路径。

一、协议一致性测试的法律与标准体系

我国《电力安全生产十四五规划》明确提出建立健全电力系统自动化设

备互操作性标准体系，将协议一致性测试纳入电力设备准入管理的强制性要求。

根据《中华人民共和国标准化法》第二十五条规定，不符合强制性标准的产品、

服务，不得生产、销售、进口或者提供。103协议作为电力行业的基础性技术标

准，其一致性要求已通过《电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程》等

规范性文件转化为具体监管要求。

在标准体系层面，103协议形成了国际标准-国家标准-行业标准-企业标准

的四级架构。IEC60870-5-1032002定义了基本通信规则，GB/T18700-2002

将其转化为国家标准，DL/T667-1999则结合我国电网特点增加了适应性条款。

值得注意的是，2022年发布的DL/T667-2022修订版强化了网络通信适应性

要求，新增了面向智能变电站的扩展服务定义，这对一致性测试提出了更高技术

要求。

监管实践中，国家能源局实施的电力设备预防性试验规程明确将协议一致

性测试列为继电保护装置出厂试验和入网检测的必做项目。2023年新修订的《电

力监管条例》进一步规定，对未通过一致性测试的设备实施市场禁入，违规企业

最高可处500万元罚款。这些法律规范共同构建了103协议一致性测试的刚性

约束框架。

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二、103协议的技术架构与测试维度

103协议采用分层结构设计，在OSI七层模型基础上实现了应用层的精细

化定义。其核心技术架构包括数据链路层的帧格式规范（采用FT1.2异步传输协

议）、应用数据单元（ADU）的编码规则以及服务原语定义。协议定义了三类基

本服务：Ⅰ型服务（带确认的点对点传输）、Ⅱ型服务（循环传输）和Ⅲ型服务

（文件传输），分别对应不同实时性要求的数据交换场景。

从测试维度分析，一致性测试需覆盖五个关键技术层面：物理层接口测试关

注电气特性是否符合GB/T11014-2013要求，包括信号电平（-5V~+5V）、阻

抗匹配（120Ω±20%）和传输速率（300bps~19.2kbps）；数据链路层测试验

证帧结构完整性，重点检测起始字符（0x68）、长度域、控制域和校验和的编码

正确性；应用层测试则需遍历8类功能码（FC）和24种信息体地址（IOA）的

组合场景。

典型测试用例包括：复位远方链路测试（FC=0x00）验证设备初始化能力，

总召唤测试（FC=0x07）检查遥信遥测数据的完整性，突发数据传输测试

（FC=0x10）评估设备在故障情况下的实时响应性能。特别对于新增的网络扩

展服务，需测试TCP/IP封装模式下的报文分片重组能力，以及网络异常（如丢

包率2%）时的重传机制有效性。

测试方法学上，采用黑盒测试与灰盒测试相结合的策略。黑盒测试通过模拟

主站发送合规与违规报文，验证从站的响应是否符合状态机规范；灰盒测试则利

用协议分析仪监控内部状态变量，检测是否存在隐藏的协议实现缺陷。国际电工

委员会（IEC）发布的103协议一致性测试套件（CTS）提供了238个基础测试

用例，我国电力行业在此基础上补充了45个针对特高压电网的扩展用例。

三、一致性测试的实施流程与技术挑战

规范化的测试实施需遵循严格的流程管理。测试准备阶段应完成被测设备

（IUT）信息收集，包括支持的传输模式（平衡式/非平衡式）、最大信息体数量

和特殊功能扩展；测试配置需搭建符合DL/T1498-2015要求的实验室环境，

配置高精度时统（±1ms同步精度）和电磁兼容屏蔽室；测试执行采用基础测

试-扩展测试-压力测试的递进策略，每个测试用例