#include "math.h"

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#define M 14 //预计支路数

#define N 14 //预计节点数

//

struct linestr //支路信息

{

int i,j //和该支路相连的两个节点

float r,x,g,b //该支路的参数，kb为非标准变比

float pij,qij,pji,qji //支路潮流—计算数据

}line[M]

struct pointstr //节点信息

{

int sign //节点类型，0—平衡节点，1—PQ节点，2—PV节点

float voltage,cta,p,q //节点电压幅值和相位角，节点注入有功、无功

}pointpri[N],pointaft[N] //pointpri用于存放节点的初始数据，pointaft用于存放计算后的节点数据

float G[N][N]={0},B[N][N]={0} //节点导纳阵

//

float B1[N][N]={0},B2[N][N]={0}//修正方程系数矩阵

float detp[N]={0},detct[N]={0},detq[N]={0},detv[N]={0}//依次放修正方程的修正量

float pn[N]={0},ctn[N]={0},qn[N]={0},vn[N]={0} //依次放修正量对应的节点号，即变量对应的节点号

int nline,npoint //准确的支路数和节点数

int npq,npv,nbal //PQ节点数、PV节点数、平衡节点数

void creat()

{

int i

npq=0npv=0nbal=0

printf("\n请输入总支路数：")scanf("%d",&nline)

for(i=1i<=nlinei++)

{

printf("请输入%d号支路数据：\n",i)

printf("和该支路相连的节点号i,j（请用逗号隔开）：")scanf("%d,%d",&(line[i].i),&(line[i].j))

printf("该支路的电阻和电抗R,X（请用逗号隔开）：")scanf("%f,%f",&(line[i].r),&(line[i].x))

printf("该支路的对地电导和电纳G,B（请用逗号隔开）：")scanf("%f,%f",&(line[i].g),&(line[i].b))

line[i].pij=0line[i].qij=0line[i].pji=0line[i].qji=0

//形成节点导纳阵

G[line[i].i][line[i].j]=-line[i].r/((line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x))

G[line[i].j][line[i].i]=G[line[i].i][line[i].j]

B[line[i].i][line[i].j]=line[i].x/((line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x))

B[line[i].j][line[i].i]=B[line[i].i][line[i].j]

G[line[i].i][line[i].i]+=line[i].r/((line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x))

G[line[i].i][line[i].i]+=line[i].g

B[line[i].i][line[i].i]+=(-line[i].x)/((line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x))

B[line[i].i][line[i].i]+=line[i].b

G[line[i].j][line[i].j]+=line[i].r/(line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x)

G[line[i].j][line[i].j]+=line[i].g

B[line[i].j][line[i].j]+=(-line[i].x)/(line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x)

B[line[i].j][line[i].j]+=line[i].b

}

printf("\n请输入总节点数：")scanf("%d",&npoint)

for(i=1i<=npointi++)

{

printf("请输入节点%d的数据\n",i)

printf("选择节点类型（1－平衡节点，2－PQ节点，3－PV节点）：")

scanf("%d",&(pointpri[i].sign))

if(pointpri[i].sign==1)

{

printf("请输入该节点的电压幅值和相位角（用逗号隔开）：")

scanf("%f,%f",&(pointpri[i].voltage),&(pointpri[i].cta))

pointpri[i].p=0pointpri[i].q=0

nbal++

}

else if(pointpri[i].sign==2)

{

printf("请输入该节点的注入有功和无功（用逗号隔开）：")

scanf("%f,%f",&(pointpri[i].p),&(pointpri[i].q))

pointpri[i].voltage=1pointpri[i].cta=0

npq++

}

else if(pointpri[i].sign==3)

{

printf("请输入该节点的有功注入和电压幅值（用逗号隔开）：")

scanf("%f,%f",&(pointpri[i].p),&(pointpri[i].voltage))

pointpri[i].q=0pointpri[i].cta=0

npv++

}

else

{

printf("选择无效，请重新输入\n")

i--

}

if(nbal>1)

{

printf("出现多个平衡节点，请重新输入\n")

i--nbal--

}

}

}

void view()

{

int i,j

for(i=1i<=npointi++)

{

for(j=1j<=npointj++)

printf("%f+j%f ,",G[i][j],B[i][j])

printf("\n")

}

for(i=1i<=npointi++)

{

printf("节点%d参数：",i)

if(pointpri[i].sign==1)printf("平衡节点 v=%f,theta=%f\n",pointpri[i].voltage,pointpri[i].cta)

else if(pointpri[i].sign==2)printf("PQ节点 P=%f,Q=%f\n",pointpri[i].p,pointpri[i].q)

else printf("PV节点 P=%f,v=%f\n",pointpri[i].p,pointpri[i].voltage)

}

}

void modify()

{

}

void run()

{

int i,j,k,m,n

float E,e//E为题目所要求的迭代精度，由键盘输入，e为每一步迭代的实际计算精度，用以和E比较

int numPQ[N]//PQ节点号

int numPV[N]//PV节点号

int numBAL //平衡节点号

int np_th[N],nq_v[N]//迭代方程中的有功-电压相位角方程、无功－电压幅值方程分别对应的节点号

float B1_fac[N][N]={0},B2_fac[N][N]={0},a

j=1k=1m=1n=1

for(i=1i<=npointi++){B1_fac[i][i]=1B2_fac[i][i]=1}

for(i=1i<=npointi++)

{//将数据存入一个新的结构体数组，保证在迭代过程中即使数据有改变，仍能保留住原始数据

pointaft[i].sign=pointpri[i].sign

pointaft[i].voltage=pointpri[i].voltage

pointaft[i].cta=pointpri[i].cta

pointaft[i].p=pointpri[i].p

pointaft[i].q=pointpri[i].q

//统计PV节点和PQ节点序号，并存入临时数组

if(pointpri[i].sign==1)numBAL=i

else if(pointpri[i].sign==2){numPQ[j++]=inp_th[m++]=inq_v[n++]=i}

else {numPV[k++]=inp_th[m++]=i}

}

//形成有功－相位角的迭代方程系数矩阵B1

for(i=1i<=npoint-1i++)

for(j=1j<=npoint-1j++)

B1[i][j]=B[np_th[i]][np_th[j]]

//形成因子表

for(k=1k<=npoint-1k++)

for(i=k+1i<=npoint-1i++)

{ a=B1[i][k]

for(j=1j<=npoint-1j++)

{

B1[i][j]-=a*B1[k][j]/B1[k][k]

B1_fac[i][j]-=a*B1_fac[k][j]/B1[k][k]

}

}

//形成无功－电压幅值的迭代方程的系数矩阵B2

for(i=1i<=npqi++)

for(j=1j<=npqj++)

B2[i][j]=B[nq_v[i]][nq_v[j]]

//形成因子表

for(k=1k<=npqk++)

for(i=k+1i<=npqi++)

{ a=B2[i][k]

for(j=1j<=npqj++)

{

B2[i][j]-=a*B2[k][j]/B2[k][k]

B2_fac[i][j]-=a*B2_fac[k][j]/B2[k][k]

}

}

printf("请输入迭代精度：")scanf("%f",&E)

k=-1

do

{

e=0

k++

//有功迭代

//首先计算有功不平衡量

for(i=1i<=npoint-1i++)

{

detp[i]=pointaft[np_th[i]].p/pointaft[np_th[i]].voltage

for(j=1j<=npointj++)

detp[i]-=pointaft[j].voltage*(G[np_th[i]][j]*cos(pointaft[np_th[i]].cta-pointaft[j].cta)+B[np_th[i]][j]*sin(pointaft[np_th[i]].cta-pointaft[j].cta))

printf("%f,",detp[i])

}

for(i=1i<=npoint-1i++)

{

detct[i]=0

for(j=1j<=npoint-1j++)

detct[i]+=B1_fac[i][j]*detp[j]

}

for(i=npoint-1i>=1i--)

{

for(j=npoint-1j>ij--)

detct[i]-=B1[i][j]*detct[j]

detct[i]/=B1[i][i]

}

for(i=1i<=npoint-1i++)detct[i]/=(-pointaft[np_th[i]].voltage)//求出相位角的修正量

for(i=1i<=npoint-1i++){pointaft[np_th[i]].cta+=detct[i]e+=detct[i]*detct[i]}//修正角度,并计算精度

printf("第%d次迭代后的相位角：",k)

for(i=1i<=npointi++)printf("%f,",pointaft[i].cta)

printf("\n")

//无功迭代

//首先计算无功不平衡量

for(i=1i<=npqi++)

{

detq[i]=pointaft[nq_v[i]].q/pointaft[nq_v[i]].voltage

for(j=1j<=npointj++)

detq[i]-=pointaft[j].voltage*(G[nq_v[i]][j]*sin(pointaft[nq_v[i]].cta-pointaft[j].cta)-B[nq_v[i]][j]*cos(pointaft[nq_v[i]].cta-pointaft[j].cta))

printf("%f,",detq[i])

}

for(i=1i<=npqi++)

{

detv[i]=0

for(j=1j<=npqj++)

detv[i]+=B2_fac[i][j]*detq[j]

}

for(i=npqi>=1i--)

{

for(j=npqj>ij--)

detv[i]-=B2[i][j]*detv[j]

detv[i]/=B2[i][i]

}

for(i=1i<=npqi++)detv[i]/=(-1)//求出电压的修正量

for(i=1i<=npqi++){pointaft[nq_v[i]].voltage+=detv[i]e+=detv[i]*detv[i]}//修正电压

printf("第%d次迭代后的电压幅值为：",k)

for(i=1i<=npointi++)printf("%f,",pointaft[i].voltage)

printf("\n")

}while(e>E&&k<100)

//输出结果

printf("在满足精度E＝%f的情况下，计算结果为：",E)

for(i=1i<=npointi++)

printf("v%d=%f,cta%d=%f\n",i,pointaft[i].voltage,i,pointaft[i].cta)

//计算平衡节点注入功率

pointaft[numBAL].p=0pointaft[numBAL].q=0

for(i=1i<=npointi++)

{

pointaft[numBAL].p+=pointaft[i].voltage*(G[numBAL][i]*cos(pointaft[numBAL].cta-pointaft[i].cta)+B[numBAL][i]*sin(pointaft[numBAL].cta-pointaft[i].cta))

pointaft[numBAL].q+=pointaft[i].voltage*(G[numBAL][i]*sin(pointaft[numBAL].cta-pointaft[i].cta)-B[numBAL][i]*cos(pointaft[numBAL].cta-pointaft[i].cta))

}

pointaft[numBAL].p*=pointaft[numBAL].voltage

pointaft[numBAL].q*=pointaft[numBAL].voltage

printf("平衡节点注入功率为：%f+j%f\n",pointaft[numBAL].p,pointaft[numBAL].q)

//计算各支路潮流

for(k=1k<=nlinek++)

{

float aa,bb,cc

i=line[k].ij=line[k].j

aa=pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)-pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)

bb=pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta)-pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta)

cc=line[k].r*line[k].r+line[k].x*line[k].x

line[k].pij=(line[k].r*(pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)*aa+pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta*bb))-line[k].x*(pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta*aa-pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)*bb)))/cc

line[k].qij=(line[k].x*(pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)*aa+pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta*bb))+line[k].r*(pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta*aa-pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)*bb)))/cc

line[k].pji=(line[k].r*(pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)*(-aa)+pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta*(-bb)))-line[k].x*(pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta*(-aa)-pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)*(-bb))))/cc

line[k].qji=(line[k].x*(pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)*(-aa)+pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta*(-bb)))+line[k].r*(pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta*(-aa)-pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)*(-bb))))/cc

printf("由节点%d流向节点%d的功率为：%f+j%f\n",i,j,line[k].pij,line[k].qij)

printf("由节点%d流向节点%d的功率为：%f+j%f\n",j,i,line[k].pji,line[k].qji)

}

}

main ()

{

int a

printf("\n")

printf("***************电力系统潮流计算**************\n")

printf("\n")

printf(" 设计者： 李 冰 设计：2014 年 5 月\n")

printf("\n")

printf("\n")

printf(" 注：各参数用标么值表示,角度均以弧度制表示\n")

printf("\n")

printf("\n")

do

{

printf("请选择:1-建立电网2-查看数据3-修改数据4-运行计算0-退出程序:")//由键盘输入选项

scanf("%d",&a)

if (a==0) //如果选中0，就表示退出程序

{

exit(0)

}

else if (a==1) //如果选中1，就跳去执行建立电网，即creat处

{

creat()

}

else if (a==2) //如果选中2，就跳去执行查看数据，即view处

{

view()

}

else if (a==3) //如果选中1，就跳去执行修改数据，即modify处

{

modify()

}

else if (a==4) //如果选中1，就跳去执行运行计算，即run处

{

run()

}

else //如果以上都不是，则表示无效输入，重新要求输入选择

{

printf("\n无效输入，请重新选择\n")

}

}while(1)

}

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