从一堆乱码到一个 CSV 工具：BSE 转换程序诞生记

一、先搞清楚：BSE 到底是个什么东西

.BSE 不是普通文本文件。

它是 BPA 潮流程序（IPF）算完之后吐出来的二进制结果文件，里面存的是节点电压、支路功率、直流系统状态这些潮流计算的结果。

用记事本打开，只能看到一堆方块和问号。

所以第一件事，不是写代码，而是搞清楚它的格式。

二、第一关：Fortran 的"套娃"记录

打开二进制一看，发现这文件不是平铺直叙的，而是一段一段的。

每一段前面有个 4 字节的长度，后面跟着同样一个长度。这叫 Fortran 无格式记录（unformatted record），是 Fortran 写二进制时的老传统。

于是第一个模块诞生了：FortranRecordReader。

它干的活很朴素：

• 读 4 字节，得到这一段的长度
• 按这个长度把内容读出来
• 再读末尾 4 字节，核对首尾长度是否一致

顺带还解决了一个大问题：大小端。

同一个文件，可能是小端机写的，也可能是大端机写的。程序不去猜，而是拿开头几个字节试一遍，哪种解释能自洽就用哪种。

这一步的意义：把"读文件"和"理解文件"拆开。读文件只负责搬运字节，理解交给后面。

三、第二关：把文件头读明白

字节能读了，接下来得知道每一段是什么。

文件开头是一段文件头，里面藏着：

• 文件类型标记：必须是 PF DATA，不是就报错
• 算例名、日期、标签、程序版本、用户
• 一个 100 个整数的计数数组

这个计数数组很关键，它告诉程序：后面有多少母线、多少支路、多少直流、多少区域。

其中有一个字段叫 case_version，它决定了后面数据是老格式还是新格式。

这一下就分出了两条路：

• _parse_old_body：老格式，数据分段打包，还要做一步"展开"和转换
• 新格式路径：字段布局更规整，直接按结构读

这就是程序里第一个真正的分支。

四、第三关：老格式的"翻译工作"

老格式有个麻烦：它的数据不是按"一行一条记录"排的，而是按数组排的。

比如支路，先给你一串整数，再给你一串实数，得自己拼回去。

更麻烦的是，老格式里还有一些紧凑编码：几个浮点数其实是字符，几个整数其实是指针。

于是程序里出现了几个专门的"翻译官"：

• _convert_old_y_matrix：把打包的导纳矩阵展开成数组
• _convert_old_branches：把紧凑的支路行还原成可读字段
• int_from_float：把"存成浮点数的整数"还原成整数
• decode_chars：把"存成浮点数的字符"还原成文字

这一步是整个程序最费脑子的地方，因为格式文档不全，很多细节只能靠对照结果反推。

五、第四关：把原始数据变成"人话"

字节读完了，格式也解开了，但拿到手的还是一堆数组。

数组是给机器看的，不是给人看的。

于是有了 build_xxx_rows 这一组函数：

• build_bus_rows：一条母线一行，算出电压幅值和角度
• build_branch_rows：一条支路一行，带首末端母线名
• build_dc2t_rows：两端直流，带整流侧、逆变侧信息
• build_dcmt_bus_rows：多端直流换流站
• build_special_bus_rows：特殊母线
• build_transformer_rows：变压器
• build_owner_rows：设备所有者

它们的共同点是：把数组变成带列名的字典。

比如一条母线，不再是 [3, 525.0, 1.02, ...]，而是：

bus_index, name, base_kv, voltage_pu, angle_deg, pload_mw ...

这一步的意义：让数据从"能读"变成"能看懂"。

六、第五关：一次导出十个文件

数据整理好了，最后一步是落盘。

write_outputs 负责把数据写成 CSV，一次生成十个文件：

• summary.csv：算例概况，一眼看全局
• buses.csv：母线结果
• branches.csv：支路结果
• dc2t.csv：两端直流
• special_buses.csv：特殊母线
• auto_transformers.csv：变压器
• owners.csv：所有者
• continuation_buses.csv：继续母线
• switched_shunts.csv：可投切电抗器
• parsed_records.csv：记录清单，方便排查格式

写文件时特意用了 UTF-8 BOM，这样中文用 Excel 双击打开不会乱码。

这是给"最终用户"的体贴。

七、第六关：让命令行"会说话"

工具能跑了，但用户不知道它跑到哪一步。

于是 main 里加了四步进度提示：

[1/4] Input BSE: ...[2/4] Reading Fortran records ...[2/4] Parsed 26 Fortran records[3/4] Writing CSV files ...[4/4] Conversion completed

出错时不是甩一堆堆栈，而是给一句人话：

error: not an IPF BSE file: header type is '...'

同时用退出码告诉调用方成功还是失败：

• 0：成功
• 1：文件格式或读写错误
• 2：参数或路径错误

这一步的意义：工具不光要能用，还要好排查。

八、第七关：双击就能用

命令行虽好，但用户不一定习惯。

于是配了两样东西：

一个是 bse2csv.ini，把输入文件、输出目录、编码、精度都写进配置，改配置不用改代码：

ini
[DEFAULT]input_file = LCC-EXAM.BSEoutput_dir = outputencoding = utf-8-sigprecision = 8

一个是 bse2csv.bat，双击就能跑：

• 自动找 python 或 py
• 切到 UTF-8 代码页，避免中文乱码
• 用 python -u 关闭缓冲，进度实时刷新
• 跑完 pause，窗口不闪退
• 失败时打印退出码，提示往上翻看错误

这一步的意义：把工具从"程序员能用"变成"谁都能用"。

九、回头看，这个程序的骨架其实很清晰

梳理下来，就六层：

1. 读字节：FortranRecordReader
2. 解格式：BseParser.parse，分老格式和新格式
3. 转数据：_convert_old_*、int_from_float、decode_chars
4. 建表格：build_xxx_rows
5. 写文件：write_outputs
6. 管交互：main + INI + BAT

一句话概括：

把"读二进制"和"看懂数据"分开，把"解析"和"展示"分开。

结尾

很多时候，工程工具就是这样：起点是一个具体的小问题，终点是一套能反复使用的流程，总体上还是：先读字节，再解格式，最后翻译成人话。