开式网络潮流计算编程c++代码

以下是一个简单的C++代码实现开式网络潮流计算的过程：

#include <iostream>
#include <cmath>

#define PI 3.141592654

using namespace std;

// 定义节点结构体
struct Node {
    int id;     // 节点编号
    double volt;    // 节点电压
    double angle;   // 节点相角
};

// 定义支路结构体
struct Branch {
    int from;   // 起始节点编号
    int to;     // 终止节点编号
    double r;   // 支路电阻
    double x;   // 支路电抗
    double b;   // 支路电纳
    double tap; // 变压器变比
    double angle;   // 支路相角
};

// 计算支路导纳
complex<double> calcY(Branch branch) {
    double r = branch.r;
    double x = branch.x;
    double b = branch.b;
    double tap = branch.tap;

    double a = cos(branch.angle * PI / 180) * tap;
    double b = sin(branch.angle * PI / 180) * tap;
    complex<double> z(r, x);
    complex<double> y = 1.0 / z;
    complex<double> ysh(0, b / 2.0);

    y = y + ysh;
    y = y / complex<double>(a, b);

    return y;
}

// 计算节点注入功率
complex<double> calcS(Node node) {
    double volt = node.volt;
    double angle = node.angle;

    complex<double> s(volt * cos(angle * PI / 180), volt * sin(angle * PI / 180));

    return s;
}

// 计算节点电流注入
complex<double> calcI(Node node, Branch branch, complex<double> y) {
    int id = node.id;
    int from = branch.from;
    int to = branch.to;

    complex<double> s = calcS(node);
    complex<double> v1 = complex<double>(node.volt * cos(node.angle * PI / 180), node.volt * sin(node.angle * PI / 180));
    complex<double> v2 = complex<double>(0, 0);
    if (id == from) {
        v2 = complex<double>(node.volt * cos(branch.angle * PI / 180), node.volt * sin(branch.angle * PI / 180));
    } else if (id == to) {
        v2 = complex<double>(node.volt * cos(branch.angle * PI / 180 + branch.tap), node.volt * sin(branch.angle * PI / 180 + branch.tap));
    }

    complex<double> i = conj((v1 - v2) * y - s);

    return i;
}

// 计算节点潮流
void calcPowerFlow(Node nodes[], Branch branches[], int n, int m) {
    complex<double> ybus[n][n];
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            ybus[i][j] = complex<double>(0, 0);
        }
    }

    for (int i = 0; i < m; i++) {
        Branch branch = branches[i];
        complex<double> y = calcY(branch);
        ybus[branch.from][branch.from] += y;
        ybus[branch.from][branch.to] -= y;
        ybus[branch.to][branch.from] -= y;
        ybus[branch.to][branch.to] += y;
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        Node node = nodes[i];
        complex<double> i_sum(0, 0);
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            if (i != j) {
                i_sum += calcI(node, branches[j], ybus[i][j]);
            }
        }
        node.volt = abs(calcS(node) + i_sum) / abs(calcY(Branch{0, 0, 0, 0, 0, 1, 0}));
        node.angle = arg(calcS(node) + i_sum) - arg(calcY(Branch{0, 0, 0, 0, 0, 1, 0}));
    }

    // 输出节点电压和相角
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << "Node " << nodes[i].id << ":\t" << nodes[i].volt << " V\t" << nodes[i].angle << " deg" << endl;
    }
}

int main() {
    int n = 3;  // 节点数
    int m = 3;  // 支路数

    // 定义节点和支路
    Node nodes[n] = {{1, 1.0, 0.0}, {2, 1.0, 0.0}, {3, 1.0, 0.0}};
    Branch branches[m] = {{1, 2, 0.1, 0.2, 0.04, 1.0, 0.0}, {1, 3, 0.05, 0.1, 0.02, 1.0, 0.0}, {2, 3, 0.05, 0.1, 0.02, 1.0, 0.0}};

    // 计算潮流
    calcPowerFlow(nodes, branches, n, m);

    return 0;
}

在这个例子中，我们假设了一个3节点电力系统，计算了节点的电压和相角。函数`calcPowerFlow`实现了开式网络潮流计算的过程，其中使用了复数计算。我们定义了节点结构体和支路结构体，分别表示节点和支路的信息。函数`calcY`计算支路的导纳，函数`calcS`计算节点的注入功率，函数`calcI`计算节点的电流注入。在`calcPowerFlow`函数中，我们首先计算了节点导纳矩阵，然后使用迭代法计算了节点电压和相角。最后输出了节点的电压和相角。