期末总结-电力系统潮流上机计算

随着敲下明天要交的报告的最后一个句号，本学期的在校学习任务就算正式结束了。

已经快三周没有好好休息了吧，期末考完之后关于ACM的东西也没学几天，还错过了各种想参加练手的比赛。。。。本以为“电力系统潮流上机计算”这种需要上机编程的东西对我来说应该很简单，结果被各种神奇的公式卡住了。但编程方面毕竟还有些优势，最后班里的同学都是参照着我提供的数据把程序调对的，小小地自豪一下。比别人提前3天提交论文，FFT刚看了两行就得知学校要举办美赛数学建模预选赛简直坑爹，还有一个队友不在学校，于是和另一个队友两人爆肝4天总算是搞出了些东西，希望能被选上吧。这是我第一次参加建模大赛，学习了不少姿势，也算是对正式比赛的一个不错的演练，哪天写篇博文总结下。

今天继续爆脑一天研究数电课设，数电学得还行吧，但我设计的电路就是运行不出期望的结果，最后发现是 Multisim 破解不完全导致所有的“非门”电路都不能正常工作……明明用的和别人是同一个版本啊……

后天就要离开帝都回家了，明天休息下吧，回去又要开始新的学习了。。。。

最后贴一下自己的“电力系统潮流上机计算”代码吧，写得很水，仅作纪念。

/*
程序说明：电力系统潮流计算程序,只能处理如下输入格式的数据
先PQ节点,再PV节点,最后平衡节点。
平衡节点的电压相角请使用弧度制
输入样例见最后
*/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

#define N_Node 9   //节点数
#define N_Line 9
#define NodeLoadPath "node.txt"  //节点数据路径
#define LineLoadPath "line.txt"  //支路数据路径
#define YMatrixPath "Ymatrix.txt"    //节点导纳矩阵路径
#define JMatrixPath "Jmatrix.txt"    //迭代过程中雅克比矩阵路径
#define PI acos(-1.0)   //圆周率
const double STD=0.0001;    //目标迭代精度

#define Upmax(a,b) ((a)=(a)>(b)?(a):(b)) //最大值更新

/*
typr==0,平衡节点,first,second,分别代表电压,相角
type==1,PQ节点,first,second,分别代表有功,无功
type==2,PV节点，first,second,分别代表有功，电压
*/
struct Node  //节点信息
{
    int id,type;  //序号,节点类型
    double first,second;
    void Get (FILE *fp)  //节点读入成员函数,传入参数为文件指针
    {
        fscanf(fp,"%d%d%lf%lf",&id,&type,&first,&second);
    }
    void Out () //节点输出函数
    {
        printf("%d %d %lf %lf\n",id,type,first,second);
    }
}NodeData[N_Node];

/*
R为电阻,X为电感
type==1,线路支路,C为对地电容
type==2,变压器支路,忽略励磁支路,C为变比
*/
struct Line  //支路信息
{
    int id,type;   //序号,节点类型
    int start,end; //链接的头尾节点
    double R,X,C; //输入支路的3个参量
    void Get (FILE *fp)  //
    {
        fscanf(fp,"%d%d%d%d",&id,&type,&start,&end);
        fscanf(fp,"%lf%lf%lf",&R,&X,&C);
    }
    void Out ()
    {
        printf("%d %d %d %d ",id,type,start,end);
        printf("%lf %lf %lf\n",R,X,C);
    }
}LineData[N_Line];


class fushu //自定义复数类
{//定义复数 re+j im
public:
    double gre,bim;
    fushu ()  //构造函数
    {gre=0,bim=0;}
    ~fushu () {} //析构函数
    void Out ()
    {
        printf("%8lf+J%8lf\n",gre,bim);
    }
    //以下通过重载运算符的方式定义复数运算规则
    fushu operator + (const fushu a) const
    {//加法
        struct fushu ans;
        ans.gre=gre+a.gre;
        ans.bim=bim+a.bim;
        return ans;
    }
    fushu operator - (const fushu a) const
    {//减法
        struct fushu ans;
        ans.gre=gre-a.gre;
        ans.bim=bim-a.bim;
        return ans;
    }
    fushu operator * (const double x) const
    {//复数乘以实数
        struct fushu ans;
        ans.gre=gre*x;
        ans.bim=bim*x;
        return ans;
    }
    fushu operator * (const fushu x) const
    {//两个复数相乘
        struct fushu ans;
        ans.gre=gre*x.gre-bim*x.bim;
        ans.bim=gre*x.bim+bim*x.gre;
        return ans;
    }
    fushu operator ^ (const fushu x) const
    {//两个复数各自取共轭,然后相乘
        double tbim=-bim,xbim=-x.bim;
        struct fushu ans;
        ans.gre=gre*x.gre-tbim*xbim;
        ans.bim=gre*xbim+tbim*x.gre;
        return ans;
    }
};

fushu yData[N_Node][N_Node]; //节点导纳矩阵

struct Node_Ans
{//节点的解
    int id,type;
    fushu u; //电压的实部虚部
    double r,alpha; //电压的幅值和相角 (角度制)
    double Pin,Qin; //节点的注入功率
    double B;  //节点的对地导纳
    void Out ()
    {
        printf("%d %d %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n",id,type,u.gre,u.bim,r,alpha,Pin,Qin,B);
    }
}NodeAns[N_Node];

double CAS[N_Line][N_Line];  //连接支路的端点在该支路的对地导纳

double e[N_Node],f[N_Node]; //节点电压 e+jf
double delta[2*(N_Node-1)]; //功率及电压不平衡量
fushu flow [N_Node][N_Node];  //节点间功率流动
fushu fee[N_Line];          //网损

/*
对于PQ节点,先分别计算 H,N,J,L
对于PV节点,先分别计算 H,N,R,S
其中 R与J,L与S 保存在一起
最后将上述矩阵整合到一起 JMatrix
*/
double H[N_Node-1][N_Node-1],N[N_Node-1][N_Node-1];
double J[N_Node-1][N_Node-1],L[N_Node-1][N_Node-1];
double JMatrix[2*(N_Node-1)][2*(N_Node-1)];    //雅克比矩阵

/*
计算电压的幅值和相角
传入参数为：电压的实部虚部 a+jb,用于保存结果的r,alpha
其中alpha 为角度
*/
void Cal_Vol (double a,double b,double &r,double &alpha)
{
    r=sqrt(a*a+b*b);
    alpha=atan(b/a);
    alpha/=PI;
    alpha*=180;
}

bool Input () //读入节点和支路的函数,成功返回true,失败返回false
{
    FILE *fp;   //以下为读入节点信息
    fp=fopen(NodeLoadPath,"r");
    if (fp==NULL)
    {
        printf("Node open fail!");
        return false;
    }
    int i;
    for (i=0;iSTD) //精度不满足要求
        return false;
    return true;
}

void SolveEquation (unsigned int Dimension,double FactorMatrix[16][16], double ConstVector[])
{//解方程函数
	unsigned int i,j,k;

	//消元过程
	for(i=0;i 0; i-- )	//Dimension-2:最后一个变量可直接获得,从n-1个变量求起
	{
		for(j = Dimension-1; j > i-1 ; j-- )
		{
			if( FactorMatrix[i-1][j] != 0 )
				ConstVector[i-1] = ConstVector[i-1] - FactorMatrix[i-1][j] * ConstVector[j];	//a[i][k]=0时可以不算
		}
	}
	return;
}


/*计算节点的解*/
void Caculate_Node_Ans ()
{
    int i,j;
    for (i=0;i30)
    {
        printf("迭代不收敛,程序已退出\n");
        return 0;
    }
    printf("迭代收敛,达到目标精度 %lf 共进行了 %d 次迭代\n",STD,cnt-1);
    Caculate_Node_Ans ();                  //计算各节点的电压,注入功率
    Caculate_Flow ();                      //计算线路的功率流动及网损
    if (Output_Ans ())                         //向文件输出结果
        printf("运算完毕,请查看相关结果文件\n");
    else
        printf("向文件输出结果失败!\n");
    return 0;
}


/*
node.txt
1 1 -1.25 -0.5
2 1 0.000000 0.000000
3 1 -0.9 -0.3
4 1 0.000000 0.000000
5 1 -1.000000 -0.35
6 1 0.000000 0.000000
7 2 1.63 1.025
8 2 0.85 1.025
9 0 1.04 0.000000

line.txt
1 1 1 2 0.01 0.085000001 0.088
2 1 1 6 0.032000002 0.160999998 0.152999997
3 1 2 3 0.017000001 0.092 0.079000004
4 2 2 9 0 0.057999998 1
5 1 3 4 0.039000001 0.170000002 0.179000005
6 1 4 5 0.012 0.101000004 0.104999997
7 2 4 8 0 0.059 1
8 1 5 6 0.018999999 0.071999997 0.075000003
9 2 6 7 0 0.063000001 1
*/