潮流计算电力系统大作业C++编写.docx
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潮流计算电力系统大作业C++编写
程序设计所涉及二叉树解释
任意一棵树或一个森林都能唯一地对应一棵二叉树，由此而编写本程序。
本程序采用类二叉树为整体结构，二叉树类下定义节点类，每一条支路均为树的一个节点，支路所有的参数均作为节点的属性，并给节点加入属性“支路编号”，并以支路编号为依据构建二叉树，这就要求提前根据二叉树结构给每一个支路编号。
支路编号原则：
左子树上所有编号均小于其双亲的编号，右子树上所有编号均大于其双亲的编号，为了便于查看，本程序在节点较少时编号从1开始，逐个递加至支路数；当支路较多时，可不必拘泥于逐个递加，只要满足支路编号原则即可。
例如习题3-4：
程序二叉树结构示意图：
本二叉树中节点1即支路1为题目中节点1与节点2之间的部分；
本二叉树中节点2即支路2为题目中节点2与节点3之间的部分；
对于习题3-3：
程序二叉树结构示意图：
本二叉树中节点2即支路2为题目中节点1与节点2之间的部分；
本二叉树中节点1即支路1为题目中节点2与节点3之间的部分；
本二叉树中节点3即支路3为题目中节点2与节点4之间的部分.
拓展：
如下多支路网络：
对于三节点网络需先进行以下网络处理转化为标准二叉树，而后进行计算；
图中三角形表明该项阻抗为零，为纯导线，并进行相应参数补充进行计算。
程序说明文档
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本程序测试使用方法：
在E盘根目录下建立输入文件：
输入文件名：
input.txt;
将所附算例对应输入文件内容复制粘贴至上述文件中，在VC++6.0环境下运行cpp文件得出结果。
输出文件在E盘根目录下
输出文件名为：
data.txt;
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程序功能说明：
本程序可以计算任意长度线型开始网络潮流；
支持多电压等级下的计算；
可在除供电节点外任意节点引出负载；
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输入格式说明：
以支路为基本单位，按潮流方向输入数据：
以下例示意：
2//支路个数
1,110,118,8.5,20.5,0.000564,0,0,1,0,0//线路等效的支路
2,11,110,1.22,20.2,0,40,30,10,0.17,1.7//变压器等效的支路
.//按此方式知道输入所有的支路
.//输入从上到下的顺序为潮流在
.//线型开式网络中的流动方向
/*
第一行输入支路个数，回车
第二行至后输入各个支路参数，回车分隔不同支路；
各行输入的支路参数顺序是：
支路编号，末端电压，始端电压，线路等效电阻，线路等效感抗，线路等效容纳，末端输入有功，末端输入无功，变比，变压器有功励磁损耗，变压器无功励磁损耗
对于线路等效电路：
变压器有功/无功损耗输入零，变比输入1；
对于变压器等效电路：
所有的参数均归算至高压侧，Rt,Xt对应输入线路等效电阻/感抗的位置，线路等效容抗为零；
对于个节点的引出负荷：
输入至以此节点为末节点的支路的末端输入有功/无功部分；
*/
********************************************************************************************************************************************************
输出文件格式说明：
输出的内容包括
（1）支路信息：
每个支路元件的始端有功、无功和末端有功、无功；有功损耗无功损耗；电压损耗；
（2）全网信息：
全网的总电源有功、总负荷有功、有功损耗、网损率；
（3）迭代信息：
每次完整迭代后的所有内容；
具体在输出文件中都明确标出。
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程序中变量定义说明：
类中定义的变量
classline_part{//定义支路类
doubleU[2];//支路电压降落：
U[0]电压降落横分量，U[1]电压降落纵分量
doublek;//变压器变比
doubleval;//支路排序
doubleU_end;//支路末端电压
doubleU_begin;//支路首段电压
doubleX[3];//支路等效阻抗:
X[0]电阻，X[1]感抗，X[2]容纳
doubleS_end[2];//支路末端功率：
S_end[0]有功，S_end[1]无功
doubleS_begin[2];//支路首段功率：
S_begin[0]有功，S_begin[1]无功
doubleS0[2];//变压器励磁损耗：
S0[0]有功，S0[1]无功
doubleS_org[2];//支路末端负载：
S_org[0]有功，S_org[1]无功
line_part*lchild,*rchild;//支路的后继两个支路
}
classBinTree{//定义树类
voidPreOrder（）{PreOrder（root）;};//树的先序遍历修改电压
voidPostOrder（）{PostOrder（root）;};//树的后序遍历修改潮流
voiddisplay（）{display（root）;};//树的先序遍历显示数据
line_part*root;//树的根，是一个支路类
};
主函数中定义的数据
ofstreamoutfile;//输出数据流定
ifstreaminfile;//输入数据流定
constintM（a）;//支路个数常量
主程序（复制粘贴到C++就能用）
**************************************************************************************************************************************************************
#include
#include
#include
doublep_cost_all=0;
doublesqr（doublex）{//平方计算函数
returnx*x;};
classline_part{//定义支路类
private:
doubleval;//支路排序
doubleU_end;//支路末端电压
doubleU_begin;//支路首段电压
doubleX[3];//支路等效阻抗:
X[0]电阻，X[1]感抗，X[2]容纳
doubleS_end[2];//支路末端功率：
S_end[0]有功，S_end[1]无功
doubleS_begin[2];//支路首段功率：
S_begin[0]有功，S_begin[1]无功
doubleS0[2];//变压器励磁损耗：
S0[0]有功，S0[1]无功
doubleS_org[2];//支路末端负载：
S_org[0]有功，S_org[1]无功
line_part*lchild,*rchild;
public:
doubleU[2];//支路电压降落：
U[0]电压降落横分量，U[1]电压降落纵分量
doublek;//变压器变比
public:
line_part（）{
val=0;
U_end=0;U_begin=0;X[0]=0;X[1]=0;
X[2]=0;S_end[0]=S_org[0]=0;S_end[1]=S_org[1]=0;
S_begin[0]=0;S_begin[1]=0;k=1;
S0[0]=0;S0[1]=0;U[0]=0;U[1]=0;
lchild=rchild=NULL;
}
line_part（doublevall,doubleu_end=0,doubleu_begin=0,doubler=0,
doublex=0,doubleb=0,doublePe=0,doubleXe=0,doubleK=0,doubleP0=0,doubleQ0=0）{
val=vall;
U_end=u_end;
U_begin=u_begin;
X[0]=r;
X[1]=x;
X[2]=b;
S_end[0]=S_org[0]=Pe;
S_end[1]=S_org[1]=Xe;
S_begin[0]=0;
S_begin[1]=0;
k=K;
S0[0]=P0;
S0[1]=Q0;
U[0]=0;
U[1]=0;
lchild=rchild=NULL;
};
friendclassBinTree;
friendvoidpass_U（line_part*a,line_part*b,line_part*c）;//电压传递函数
friendvoidpass_w（line_part*a,line_part*b,line_part*c）;//功率传递函数
friendvoidpass_U2（line_part*a,line_part*b）;//电压传递函数
friendvoidpass_w2（line_part*a,line_part*b）;//功率传递函数
voidSbegin（）{//支路首段功率计算函数
doubleUend,I2;
Uend=k*U_end;
I2=（sqr（S_end[0]）+sqr（S_end[1]-sqr（U_end）*X[2]/2））/sqr（Uend）;
S_begin[0]=S_end[0]+I2*X[0]+S0[0];
S_begin[1]=S_end[1]+I2*X[1]+S0[1]-sqr（U_begin）*X[2]/2-sqr（U_end）*X[2]/2;
};
voidUend（）{//支路末端电压计算函数
doubleU_heng（0）,U_zong（0）;
doublep_begin,q_begin;
p_begin=S_begin[0]-S0[0];
q_begin=S_begin[1]+sqr（U_begin）*X[2]/2-S0[1];
U_heng=（p_begin*X[0]+q_begin*X[1]）/U_begin;//U_heng即是△u2
U_zong=（p_begin*X[1]-q_begin*X[0]）/U_begin;//U_zong即是δu2
U_end=sqrt（sqr（U_begin-U_heng）+sqr（U_zong））/k;
U[0]=U_heng;
U[1]=U_zong;
};
doubleget_val（）{//返回支路编号
if（this==0）{return-1;}else{
if（val>0&&val<100）{returnval;}
elsereturn-1;
}
};
doubleget_Uend（）{//返回支路末端电压
returnU_end;
};
doubleget_Ubegin（）{//返回支路首段电压
returnU_begin;};
doubleget_Pbegin（）{//返回支路首段有功
returnS_begin[0];};
doubleget_Pend（）{//返回支路末端有功
returnS_end[0];};
doubleget_Qbegin（）{//返回支路首段无功
returnS_begin[1];};
doubleget_Qend（）{//返回支路末端无功
returnS_end[1];};
doubleget_Pcost（）{//返回支路有功损耗
returnS_begin[0]-S_end[0];};
doubleget_Qcost（）{//返回支路无功损耗
returnS_begin[1]-S_end[1];};
line_part*get_lchild（）{//返回支路无功损耗
returnlchild;};
line_part*get_rchild（）{//返回支路无功损耗
returnrchild;};
};
voidpass_U（line_part*a,line_part*b,line_part*c）{
（*c）.U_begin=（*a）.U_end;
（*b）.U_begin=（*a）.U_end;
};
voidpass_w（line_part*a,line_part*b,line_part*c）{
（*a）.S_end[0]=（*b）.S_begin[0]+（*c）.S_begin[0]+（*a）.S_org[0];
（*a）.S_end[1]=（*b）.S_begin[1]+（*c）.S_begin[1]+（*a）.S_org[1];
};
voidpass_U2（line_part*a,line_part*b）{
（*b）.U_begin=（*a）.U_end;
};
voidpass_w2（line_part*a,line_part*b）{
（*a）.S_end[0]=（*b）.S_begin[0]+（*a）.S_org[0];
（*a）.S_end[1]=（*b）.S_begin[1]+（*a）.S_org[1];
};
classBinTree{
public:
friendvoidpass_U（line_part*,line_part*,line_part*）;//电压传递函数
friendvoidpass_w（line_part*,line_part*,line_part*）;//功率传递函数
BinTree（）{line_part*aa=newline_part（0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0）;root=aa;}
line_part*Getroot（）{returnroot;}
voidinsertline_part（doublevall,doubleu_end=0,doubleu_begin=0,doubler=0,
doublex=0,doubleb=0,doublePe=0,doubleXe=0,
doubleK=0,doubleP0=0,doubleQ0=0）{
insertline_part（root,vall,u_end,u_begin,r,x,b,Pe,Xe,K,P0,Q0）;
}
voidPreOrder（）{PreOrder（root）;};
voidPostOrder（）{PostOrder（root）;};
voiddisplay（）{display（root）;};
private:
line_part*root;
voidinsertline_part（line_part*&t,doublevall,doubleu_end,doubleu_begin,doubler,
doublex,doubleb,doublePe,doubleXe,
doubleK,doubleP0,doubleQ0）;
voidPreOrder（line_part*&t）;
voidPostOrder（line_part*t）;
voiddisplay（line_part*&t）;
};
voidBinTree:
:
insertline_part（line_part*&t,doublevall,doubleu_end=0,doubleu_begin=0,doubler=0,
doublex=0,doubleb=0,doublePe=0,doubleXe=0,
doubleK=0,doubleP0=0,doubleQ0=0）{//插入节点
doubleass=t->get_val（）;
if（t==0||t->get_val（）<=0）{
t=newline_part（vall,u_end,u_begin,r,x,b,Pe,Xe,K,P0,Q0）;}
elseif（vallget_val（））{
insertline_part（t->lchild,vall,u_end,u_begin,r,x,b,Pe,Xe,K,P0,Q0）;}
else{
insertline_part（t->rchild,vall,u_end,u_begin,r,x,b,Pe,Xe,K,P0,Q0）;}
};
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
voidBinTree:
:
display（line_part*&t）{
if（t->get_val（）>0&&t->get_val（）<100）
{
display（t->lchild）;
display（t->rchild）;
ofstreamoutfile1;
outfile1.open（"e:
\data.txt",ios:
:
ate）;
p_cost_all+=t->get_Pcost（）;
doubleU;//计算并存放各个节点的电压相角（始端为零）
U=atan2（t->U[1],（t->get_Ubegin（）-t->U[0]））/3.1415926*180;
outfile1<<"支路"<get_val（）<<"电压相角"<<""<outfile1<<""<<"首端电压"<<""<get_Ubegin（）<outfile1<<""<<"末端电压"<<""<get_Uend（）<doubleU_cost;//计算并存放各个支路的电压损耗
U_cost=t->get_Ubegin（）-t->get_Uend（）;
outfile1<<""<<"电压损耗"<<""<outfile1<<""<<"始端有功"<<""<get_Pbegin（）<outfile1<<""<<"始端无功"<<""<get_Qbegin（）<outfile1<<""<<"末端有功"<<""<get_Pend（）<outfile1<<""<<"末端无功"<<""<get_Qend（）<doubleP_cost;//计算并存放各个支路的有功损耗
P_cost=t->get_Pcost（）;
outfile1<<""<<"有功损耗"<<""<doubleQ_cost;//计算并存放各个支路的无功损耗
Q_cost=t->get_Qcost（）;
outfile1<<""<<"无功损耗"<<""<outfile1.close（）;
}
};
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
voidBinTree:
:
PreOrder（line_part*&t）{//先序遍历二叉树修改电压
if（t->get_val（）>0&&t->get_val（）<100）
{
if（t->get_lchild（）->get_val（）>0&&t->get_lchild（）->get_val（）<100）
{
if（t->get_rchild（）->get_val（）>0&&t->get_rchild（）->get_val（）<100）
{
t->Uend（）;
pass_U（t,t->lchild,t->rchild）;
t->lchild->Uend（）;
t->rchild->Uend（）;
}
else{
t->Uend（）;
pass_U2（t,t->lchild）;
t->lchild->Uend（）;}
}
else
{
if（t->get_rchild（）->get_val（）>0&&t->get_rchild（）->get_val（）<100）
{
t->Uend（）;
pass_U2（t,t->rchild）;
t->rchild->Uend（）;
}
else{}
}
PreOrder（t->lchild）;
PreOrder（t->rchild）;
}
};
voidBinTree:
:
PostOrder（line_part*t
升级会员 