第四章：COMTRADE 数据文件

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第四章：COMTRADE 数据文件 #

概述 #

数据文件包含的数据值是按比例缩放来表示的采样值。数据应严格按照配置文件中定义的格式存放，以便于计算机程序读取。配置文件中数据文件类型（ft）域说明文件的类型。二进制数据文件类型ft应设置为 binary,binary32 或 float32。ASCII数据文件类型 ft应设置为ASCII。

内容 #

数据文件中的每次采样都包含着采样序号、时标和每个通道的数据值。在ASCII数据文件中，用逗号将一次采样中各通道的数据分隔开，一般称为“逗号分隔符”。连续多个采样，在前一采样的最后一个通道数据值与下一个采样的采样序号之间用（CR/LF）分隔。在binary、binary32、float32文件中，一次采样的每个通道数据之间或在连续采样周期之间没有分隔符。数据文件中不包含其他信息。

数据文件名称 #

数据文件名具有.DAT扩展名，区分同一文件集的头文件、配置文件和信息文件，遵循惯例，易于记忆和识别。为关联头文件、配置文件、数据文件和信息文件，这些文件采用相同名称。

为便于存储和交换，需根据数据文件的大小选择恰当的存储介质。若数据文件较大，强烈建议采用binary,binary32 或 float32格式存储。

ASCII数据文件格式 #

ASCII数据文件分为行和列。数据行的数量随记录的长度而变化，影响文件的长度。每一行分为TT+2列，其中TT是记录中模拟通道和状态通道的总数，另外两列是采样序号和时标。列的数量取决于记录系统，也影响文件长度。ASCI数据文件所规定的域长度是最大值，而不是固定长度。包括符号在内的所有数字字符总长不应超过域长限制。

  • 第一列是采样序号；
  • 第二列是对应于采样序号的采样时标；
  • 第三大列表示模拟信息的数据；
  • 第四大列表示状态通道的数据；
  • 下一行以新采样序号开始，其后是该次采样的数据；
  • ASCI数据文件中“文件结束（EOF）标志（十六进制数“1A”），应随文件的最后数据行的“回车/换行”（<CR/LF>）之后。

每个数据采样记录应包含着排列如下的整数：

n,timestamp,A1,A2,...Ak,D1,D2,...Dm<CR/LF>

其中：

n

采样序号，必选，整数，数字，最小长度=1个字符，最大长度=10个字符，最小值=1，最大值=9999999999。

timestamp

时标，若.CFG文件中的nrates和samp变量非零，则为可选，若.CFG文件中的nrates和samp为零，则为必选。整数，数字，最小长度=1个字符，最大长度=13个字符，根据.CFG中日期/时标的定义，时间的基本单位是微秒或纳秒。数据文件中，从第一个采样数据至任意一个采样数据经过的时间是该数据时标与配置文件中时标倍率因子(timestamp*timemult)的乘积。当nrates、samp、 timestamp信息都可用时，采用 nrates 和 samp可获得更为精确的时间。

A,...Ak

模拟通道数据值，以逗号分隔。可选，数字（整数或实数），最小长度=1个字符，最大长度=13个字符，最小值=-3.4028235E38，最大值=3.4028235E38。缺失的模拟数据应以紧随的分隔符表示，之间无空格（空域）。

D1,...Dm

状态通道数据值，以逗号分隔。可选，整数，数字，最小长度=1个字符，最大长度=1个字符，取值仅0或1有效。对标识丢失的状态数据未作规定，在此情况下，该域应设为“1”或“0”。采样中的最后一个数据值应以“回车/换行”（<CR/LF>)结束。

ASCII数据采样示例 #

下面给出了本部分所规定的数据采样的示例。它有6个模拟值和6个状态值。

5,667,-760,1274,72,61,-140,-502,0,0,0,0,1,1<CR/LF>

二进制数据文件 #

binary、binary32、float32型数据文件采用与ASCII数据文件相同的基本结构，但状态通道数据按下述方法压缩。其格式是：采样序号、时标、每个模拟通道的数据值、文件中每个采样的分组状态通道数据。不使用数据分隔符，二进制采样记录中的数据不用逗号隔开，采样记录的末尾不使用“回车”和“换行”符标注。二进制数据文件是二进制数据的连续流。数据解释由文件中的顺序位置确定，若任意一数据元素缺失或出错，变量的序列也被破坏，文件可能无法使用。在此情况下，对恢复未做规定。

数据用二进制格式存储，但为方便起见，其值用十六进制表示。数据不按十六进制数字的ASCII表示法存储。当存储一个二字节（16位）的字时，该字的低字节（LSB）先存储，高字节（MSB）后存储。二字节数据值“1234”将以“3412”格式存储。在存储一个四字节（32位）的字时，该字的最低字节（LSB）先被存储，其次是次低字节，然后是次高字节，最后是最高字节（MSB）。四字节数据“12345678”将被以“78563412”格式存储。一个字节内的位的编号为0（最低位）至7（最高位）。

二进制数据文件中数据的顺序为：

  • 采样序号和时标。均以四字节、无符号的二进制格式存储；
  • 模拟通道采样数据以如下形式存储：对于binary或binary32数据文件是以2字节或4字节二 进制补码形式储存。数据0的每个字节用十六进制的00表示，—1的每个字节用十六进制的FF表示，最大正值最高位为0，其余位为1，最大负值存储为最大正值的补码。对于float32数据文件，数据遵循IEEE754—2008。保留binary、binary32、float32的最大负值表示缺失的 数据；
  • binary、 binary32、 float32格式的数据文件中，每16个状态通道以两字节一组存偖，字的最低位对应该组16个状态通道中最小编号通道。这样，状态字1（S1）的位0是数字输入编号1的状态。状态字2（S2）的位1是数字输入编号18的状态。缺失状态数据的标志未做规定，但是，为保持字的完整性，缺失状态应以“1”或“0”填充。

文件长度将随文件中通道数量和采样数量而变化。文件中每次采样要求的字节数量为：

(Ak * N)+(2 * INT(D_m/16))+4+4

其中：

Ak

模拟通道数。

N

每个采样数据占据字节数（binary占2字节，binary32与float32占4字节）。

Dm

状态通道数。

INT(Dm/16)

状态通道数除以16后，按进1法取整。

4+4

采样序号和时标各占4个字节。

每个数据采样记录应由如下排列的数据组成：

n timestamp A1 A2......Ak S1 S2......Sm

其中：

n

采样序号，必选，整数，数字，最小长度=4字节，最大长度=4字节，最小值=00000001(十六进制)，最大值=FFFFFFFF。

timestamp

时标，若.CFG文件中的nrates和samp变量非零时，则可选。若.CFG文件中的nrates和 samp变量为零时，则必选。最小长度=4字节，最大长度=4字节，最小值=00000000（十六进制），最大值=FFFFFFFF。缺失的时间标记值须以数值FFFFFFFF代替，以维持文件结构完整性。根据.CFG文件中日期/时标的定义，时间的基本单位是微秒或纳秒。数据文件中，从第一个采样数据至任意一个采样数据经过的时间是该数据时标与配置文件中时标倍率因子（timestamp*timemult)的乘积。当 nrates、samp、timestamp信息都可用时，采用 nrates和 samp 可获得更为精确的时间。

A1...Ak

模拟通道数据值。可选，数字（整数或实数），长度固定，binary占2字节，binary32或float32占4字节。缺失的模拟数据以相应的最大负值代替。

S1,...Sm

状态通道数据值，以每16通道2字节（16位）为单位，表示16个通道或少于16的通道。可选，无符号二进制整数，最小长度=2个字节，最大长度=2个字节。最小值=0000，最大值=FFFF。对标识丢失的状态数据未作规定，在此情况下，该域应设为“1”或“0”。

若状态通道数不是16的整数倍，则高位的通道位应填充0。

例如：对于在8.5中ASCII数据文件所示的一组6个状态输入（0，0，0，0，1，1）

  • 将这6个状态输入写为二进制数110000，ASCII文件中靠前的通道占二进制数的低位；
  • 然后将该数扩为16位（0000000000110000）；
  • 将其转换为16进制值（0030）；
  • 该数据以LSB/MSB格式存储（3000）。8.7二进制数据采样示例

下面给出了本部分所规定的数据采样示例。它有6个模拟值和6个状态值。它是二进制的。

05 00 00 00 9B 02 00 00 08 FD FA 04 48 00 3D 00 74 FF 0A FE 30 00

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