//多平衡節(jié)點(diǎn)+普通PQ分解
#include "fstream.h"
#include "math.h"
#include "stdlib.h"
#include "iomanip.h"
#include "time.h"

#define LINEMAX 5000			//最大線路數(shù)
#define GENERATORMAX  500		//最大發(fā)電機(jī)數(shù)
#define LOADMAX 2000			//最大負(fù)荷數(shù)
#define NODEMAX 2000			//最大節(jié)點(diǎn)數(shù)
#define SWINGMAX 20				//最大平衡節(jié)點(diǎn)數(shù)
#define PVMAX   500				//最大PV節(jié)點(diǎn)數(shù)
#define NODEFACTOR	10			//導(dǎo)納矩陣中非零非對(duì)角元素的個(gè)數(shù)相對(duì)于
								//最大節(jié)點(diǎn)數(shù)(NODEMAX)的倍數(shù).
#define Deg_to_Rad 0.017453292	//度到弧度的轉(zhuǎn)換系數(shù)
#define Rad_to_Deg 57.29577951	//弧度到度的轉(zhuǎn)換系數(shù)
#define SinglePai  3.14159265	//圓周率
#define DoublePai  6.2831853	//兩倍的圓周率	
 
struct Line			//線路參數(shù)結(jié)構(gòu)定義
{
	int Node_No[2];	//線路兩端節(jié)點(diǎn)名(號(hào)):0-左節(jié)點(diǎn);1-右節(jié)點(diǎn)
	int Flag;		//線路類型標(biāo)志:0-普通支路;1、2-變壓器支路。其中,		
					//1-非標(biāo)準(zhǔn)變比在左側(cè)節(jié)點(diǎn),2-非標(biāo)準(zhǔn)變比在右側(cè)節(jié)點(diǎn)。
					//對(duì)接地支路，左右節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）相同。
	double RXBK[3];	//0-R;1-X;2-Bc/2 或 K
}LLine[LINEMAX];

struct Generator	//發(fā)電機(jī)參數(shù)結(jié)構(gòu)定義
{
	int Node_No;	//發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)名(號(hào))
	int Flag;		//發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)類型標(biāo)志:0-平衡節(jié)點(diǎn);1-PQ節(jié)點(diǎn);2-PV節(jié)點(diǎn)
	double PQV[2];	//對(duì)平衡節(jié)點(diǎn)，0-V,1-Angle;對(duì)PQ節(jié)點(diǎn),0-P,1-Q;對(duì)PV節(jié)
					//點(diǎn),0-P,1-V。
}GGen[GENERATORMAX];

struct Load			//負(fù)荷參數(shù)結(jié)構(gòu)定義
{
	int Node_No;	//負(fù)荷節(jié)點(diǎn)名(號(hào))
	int Flag;		//負(fù)荷節(jié)點(diǎn)靜特性標(biāo)志:0-不計(jì)靜特性;1-計(jì)靜特性。
	double ABC[6];	//PL=a1*V**V+b1*V+c1,QL=a2*V*V+b2*V+c2。
					//0-a1;1-a2;2-b1;3-b2;4-c1;5-c2。
}LLoad[LOADMAX];

int Node_Name_NewtoOld[NODEMAX];//新節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）-->舊節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）
int Node_Flag[NODEMAX];			//節(jié)點(diǎn)類型標(biāo)志：0-平衡,1-PQ,2-PV
int Line_NodeName[LINEMAX][2];	//線路的左、右節(jié)點(diǎn)新名（號(hào)）
int Line_No_NewtoOld[LINEMAX];	//新線路號(hào)-->舊線路號(hào)
int Line_Flag[LINEMAX];			//新線路的類型標(biāo)志:0,1,2說明同Line結(jié)構(gòu)
int Gen_NodeName[GENERATORMAX];	//發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的新節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）
int Gen_No_NewtoOld[GENERATORMAX];	//新發(fā)電機(jī)順序號(hào)-->舊發(fā)電機(jī)順序號(hào)
int Gen_SWNode[SWINGMAX][2];	//平衡節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)：0-新節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）;
								//1-對(duì)應(yīng)的舊發(fā)電機(jī)順序號(hào)
int Gen_PVNode[PVMAX][2];		//發(fā)電機(jī)PV節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)：0-新節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）;
								//1-對(duì)應(yīng)的舊發(fā)電機(jī)順序號(hào)
int Gen_PQNode[GENERATORMAX][2];//發(fā)電機(jī)PQ節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)：0-新節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）;
								//1-對(duì)應(yīng)的舊發(fā)電機(jī)順序號(hào)
int Load_NodeName[LOADMAX];		//負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的新節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）
int Load_No_NewtoOld[LOADMAX];	//新負(fù)荷順序號(hào)-->舊負(fù)荷順序號(hào)


//讀數(shù)據(jù)子程
void Data_Input(int &Num_Line,int &Num_Gen,int &Num_Load,double &Eps,
				int &Iter_Max,int &VolIni_Flag,int &VolRes_Flag)
{
	int i,j;
// 從鍵盤讀數(shù)據(jù)文件名
	char argv[20];
	cout<<"Please input diskette data-file name:"<<endl; 
	cin.getline(argv,sizeof(argv));
// 打開數(shù)據(jù)文件 
	ifstream infile(argv);
	if(infile.fail())
	{
		cerr<<"Error opening the diskette data-file:"<<argv<<endl;
		exit(0);
	}
	else
	{
//讀記數(shù)器變量值
		infile>>Num_Line>>Num_Gen>>Num_Load>>Eps>>Iter_Max\
			>>VolIni_Flag>>VolRes_Flag;
	/*	cout<<setw(5)<<Num_Line<<setw(5)<<Num_Gen\
			<<setw(5)<<Num_Load<<setw(10)<<Eps\
			<<Iter_Max<<VolIni_Flag<<VolRes_Flag<<endl;	*/
		if(Num_Line>LINEMAX)
		{
			cout<<"Lines Number > LINEMAX!"<<endl;	exit(0);
		}
		if(Num_Gen>GENERATORMAX)
		{
			cout<<"Generators Number > GENERATORMAX!"<<endl;
			exit(1);
		}
		if(Num_Load>LOADMAX)
		{
			cout<<"Loads Number > LOADMAX!"<<endl;	exit(2);
		}
//讀線路參數(shù)
		for(i=0;i<Num_Line;i++)
		{
			infile>>LLine[i].Node_No[0]>>LLine[i].Node_No[1]\
				>>LLine[i].Flag;
			for(j=0;j<3;j++)infile>>LLine[i].RXBK[j];
			/*cout<<setw(5)<<LLine[i].Node_No[0]\
				<<setw(5)<<LLine[i].Node_No[1]\
				<<setw(5)<<LLine[i].Flag;
			cout<<setw(10)<<LLine[i].RXBK[0]\
				<<setw(10)<<LLine[i].RXBK[1]\
				<<setw(10)<<LLine[i].RXBK[2]<<endl;	*/
		}
//讀發(fā)電機(jī)參數(shù)
		for(i=0;i<Num_Gen;i++)
		{
			infile>>GGen[i].Node_No>>GGen[i].Flag>>GGen[i].PQV[0]\
				>>GGen[i].PQV[1];
/*			cout<<setw(5)<<GGen[i].Node_No\
				<<setw(5)<<GGen[i].Flag\
				<<setw(10)<<GGen[i].PQV[0]\
				<<setw(10)<<GGen[i].PQV[1]<<endl;	*/
		}
//讀負(fù)荷參數(shù)
		for(i=0;i<Num_Load;i++)
		{
			infile>>LLoad[i].Node_No>>LLoad[i].Flag;
			for(j=0;j<6;j++)infile>>LLoad[i].ABC[j];
/*			cout<<setw(5)<<LLoad[i].Node_No<<setw(5)<<LLoad[i].Flag;
			for(j=0;j<6;j++)cout<<setw(10)<<LLoad[i].ABC[j];
			cout<<endl;	*/
		}
	}
	infile.close();
}


//序號(hào)處理子程
void Node_Sequen(int &Num_Node,int Num_Line,int Num_Gen,int Num_Load,
				 int &Num_Swing,int &Num_GPV,int &Num_GPQ)
{
	int i,j,Flag,temp,np;
	int Node_Name[NODEMAX][2];			//0-節(jié)點(diǎn)名(號(hào));1-節(jié)點(diǎn)出線數(shù) 

//統(tǒng)計(jì)各節(jié)點(diǎn)的出線數(shù)
	for (i=0;i<NODEMAX;i++)Node_Name[i][1]=0; //節(jié)點(diǎn)出線數(shù)初始化為0
	for(i=0;i<Num_Line;i++)
	{
		if(LLine[i].Node_No[0]==LLine[i].Node_No[1])
			continue;		//接地支路(左右節(jié)點(diǎn)相同)不在出線統(tǒng)計(jì)之內(nèi)
		Flag=0;							//左節(jié)點(diǎn)出線數(shù)分析開始
		for(j=0;j<Num_Node;j++)
		{
			if(LLine[i].Node_No[0]==Node_Name[j][0])//該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在節(jié)點(diǎn)
			{										//數(shù)組中出現(xiàn),只需
				Node_Name[j][1]++;					//出線數(shù)加1。
				Flag=1;
			};
			if(Flag==1)break;
		}
		if(Flag==0)										//該節(jié)點(diǎn)還沒在
		{												//節(jié)點(diǎn)數(shù)組中出
			Node_Name[Num_Node][0]=LLine[i].Node_No[0];	//現(xiàn),需將該節(jié)
			Node_Name[Num_Node][1]++;					//點(diǎn)名(號(hào))添加
			Num_Node++;									//到節(jié)點(diǎn)數(shù)組中,
			if(Num_Node>NODEMAX)						//然后該節(jié)點(diǎn)的
			{											//出線數(shù)加1,并
				cout<<"Nodes Number > NODEMAX!"<<endl;	//將節(jié)點(diǎn)數(shù)也加
				exit(4);								//1。
			}
		}
		Flag=0;							//右節(jié)點(diǎn)出線數(shù)分析開始
		for(j=0;j<Num_Node;j++)
		{
			if(LLine[i].Node_No[1]==Node_Name[j][0])//該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在節(jié)點(diǎn)	
			{										//數(shù)組中出現(xiàn),只需
				Node_Name[j][1]++;					//出線數(shù)加1
				Flag=1;
			};
			if(Flag==1)break;
		}
		if(Flag==0)										//該節(jié)點(diǎn)還沒在
		{												//節(jié)點(diǎn)數(shù)組中出
			Node_Name[Num_Node][0]=LLine[i].Node_No[1];	//現(xiàn),需將該節(jié)
			Node_Name[Num_Node][1]++;					//點(diǎn)名(號(hào))添加
			Num_Node++;									//到節(jié)點(diǎn)數(shù)組中,
			if(Num_Node>NODEMAX)						//然后該節(jié)點(diǎn)的
			{											//出線數(shù)加1,并
				cout<<"Nodes Number > NODEMAX!"<<endl;	//將節(jié)點(diǎn)數(shù)也加
				exit(5);								//1。
			}
		}
	}						
//節(jié)點(diǎn)出線數(shù)統(tǒng)計(jì)完畢，屏幕輸出。其中，Num_Node為總節(jié)點(diǎn)數(shù)。
/*	cout<<endl<<"Node: Number, Name and out-line number"<<endl;	
	for(i=0;i<Num_Node;i++)cout<<setw(5)<<i<<setw(5)<<Node_Name[i][0]\
		<<setw(5)<<Node_Name[i][1]<<endl;*/
//根據(jù)出線數(shù)由小到大的順序?qū)?jié)點(diǎn)進(jìn)行排序(冒泡算法)
	for(i=0;i<Num_Node-1;i++)
	{
		np=i;
		for(int j=i+1;j<Num_Node;j++)
			if(Node_Name[np][1]>Node_Name[j][1])np=j;
		temp=Node_Name[i][0];
		Node_Name[i][0]=Node_Name[np][0];
		Node_Name[np][0]=temp;
		temp=Node_Name[i][1];
		Node_Name[i][1]=Node_Name[np][1];
		Node_Name[np][1]=temp;
	}
/*	cout<<endl<<"Node Sequence: Number, Name and out-line number"<<endl;
	for(i=0;i<Num_Node;i++)cout<<setw(5)<<i<<setw(5)<<Node_Name[i][0]\
		<<setw(5)<<Node_Name[i][1]<<endl;*/
//平衡節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì):總數(shù)及各節(jié)點(diǎn)的名(號(hào))
	int Node_Name_Swing[SWINGMAX];
	for(i=0;i<Num_Gen;i++)
	{
		if(GGen[i].Flag==0)
		{
			Node_Name_Swing[Num_Swing]=GGen[i].Node_No;
			Num_Swing++;
			if(Num_Swing>SWINGMAX)
			{
				cout<<"Swinging Generators Number > SWINGMAX!"<<endl;
				exit(6);
			}
		}
	}
/*	cout<<endl<<"Swing: Number and Name   "<<Num_Swing<<endl;
	for(i=0;i<Num_Swing;i++)cout<<setw(5)<<i<<setw(5)<<\
		Node_Name_Swing[i]<<endl;*/
//根據(jù)出線數(shù)由小到大的順序?qū)?jié)點(diǎn)排序,并將平衡節(jié)點(diǎn)排在最后(序號(hào)最大)
	int Nswing=0,Nnode=0;
	for(i=0;i<Num_Node;i++)
	{
		Flag=0;
		for(j=0;j<Num_Swing;j++)
		{
			if(Node_Name[i][0]==Node_Name_Swing[j])Flag=1;
			if(Flag==1)break;		//Flag=1時(shí),表示該節(jié)點(diǎn)為平衡節(jié)點(diǎn),
		}							//需排在靠后的位置上。
		if(Flag==0)
		{
			Node_Name_NewtoOld[Nnode]=Node_Name[i][0];
			Nnode++;
		}
		else	//最后的各平衡節(jié)點(diǎn)間也仍然按出線數(shù)由小到大的順序排列
		{
			Node_Name_NewtoOld[Num_Node-Num_Swing+Nswing]=\
				Node_Name[i][0];
			Nswing++;
		}
	}
/*	cout<<endl<<"Node Sequence with swing nodes being in the end: "\
		<<"Number, Name"<<endl;
	for(i=0;i<Num_Node;i++)cout<<setw(5)<<i<<setw(5)\
		<<Node_Name_NewtoOld[i]<<endl;	*/
//新線路類型標(biāo)志賦初值
	for(i=0;i<Num_Line;i++)Line_Flag[i]=LLine[i].Flag;
//線路名(號(hào))處理:變成新的節(jié)點(diǎn)名(號(hào))且左節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)值小于右節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)值
	for(i=0;i<Num_Line;i++)
	{
		Flag=0;
		for(j=0;j<Num_Node;j++)
		{
			if(LLine[i].Node_No[0]==Node_Name_NewtoOld[j])//左節(jié)點(diǎn)處理
			{												
				Line_NodeName[i][0]=j;	//賦新名(號(hào))
				Flag=1;
			}
			if(Flag==1)break;
		}
		Flag=0;
		for(j=0;j<Num_Node;j++)
		{
			if(LLine[i].Node_No[1]==Node_Name_NewtoOld[j])//右節(jié)點(diǎn)處理		
			{												
				Line_NodeName[i][1]=j;	//賦新名(號(hào))
				Flag=1;
			}
			if(Flag==1)break;
		}
		if(Line_NodeName[i][0]>Line_NodeName[i][1])//左節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)值小于
		{										   //右節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)值處理
			if(LLine[i].Flag==1)Line_Flag[i]=2;		//變壓器的非標(biāo)準(zhǔn)
			if(LLine[i].Flag==2)Line_Flag[i]=1;		//變比側(cè)發(fā)生變化
			temp=Line_NodeName[i][0];
			Line_NodeName[i][0]=Line_NodeName[i][1];
			Line_NodeName[i][1]=temp;
		}
	}
/*	cout<<endl<<"Line:line number,type,left node,right node"<<endl;
	for(i=0;i<Num_Line;i++)
		cout<<setw(5)<<i<<setw(5)<<Line_Flag[i]\
		<<setw(5)<<Line_NodeName[i][0]\
		<<setw(5)<<Line_NodeName[i][1]<<endl;	
*/
//線路排序:按照左節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)值由小到大、若左節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)值相等則按照右節(jié)
//點(diǎn)的絕對(duì)值由小到大順序排序（雙排序冒泡算法）
	for(i=0;i<Num_Line;i++)Line_No_NewtoOld[i]=i;
	for(i=0;i<Num_Line-1;i++)
	{
		np=i;
		for(j=i+1;j<Num_Line;j++)
		{
			if(Line_NodeName[j][0]<Line_NodeName[np][0] \
				||(Line_NodeName[j][0]==Line_NodeName[np][0] \
				&&Line_NodeName[j][1]<Line_NodeName[np][1]))
			{
				np=j;
			}
		}
		temp=Line_NodeName[np][0];
		Line_NodeName[np][0]=Line_NodeName[i][0];
		Line_NodeName[i][0]=temp;
		temp=Line_NodeName[np][1];
		Line_NodeName[np][1]=Line_NodeName[i][1];
		Line_NodeName[i][1]=temp;
		temp=Line_No_NewtoOld[np];
		Line_No_NewtoOld[np]=Line_No_NewtoOld[i];
		Line_No_NewtoOld[i]=temp;
		temp=Line_Flag[np];
		Line_Flag[np]=Line_Flag[i];
		Line_Flag[i]=temp;
	}
/*	cout<<endl<<"Line sequencing: new line number,new type, new left"\
		<<" node, new right node, old line number"<<endl;
	for(i=0;i<Num_Line;i++)
		cout<<setw(5)<<i<<setw(5)<<Line_Flag[i]\
		<<setw(5)<<Line_NodeName[i][0]\
		<<setw(5)<<Line_NodeName[i][1]\
		<<setw(5)<<Line_No_NewtoOld[i]<<endl;
*/
//發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)名(號(hào))處理:變成新的節(jié)點(diǎn)名(號(hào))
	for(i=0;i<Num_Gen;i++)
	{
		Flag=0;
		for(j=0;j<Num_Node;j++)
		{
			if(GGen[i].Node_No==Node_Name_NewtoOld[j])
			{
				Gen_NodeName[i]=j;						//賦新名(號(hào))
				Flag=1;
			}
			if(Flag==1)break;
		}
	}
/*	cout<<endl<<"Generator node new name:number, new node name"<<endl;
	for(i=0;i<Num_Gen;i++)
		cout<<setw(5)<<i<<setw(5)<<Gen_NodeName[i]<<endl;*/
//發(fā)電機(jī)排序：按照新節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）由小到大的順序排序，并找出新發(fā)電機(jī)序號(hào)
//對(duì)應(yīng)的舊發(fā)電機(jī)序號(hào)
	for(i=0;i<Num_Gen;i++)Gen_No_NewtoOld[i]=i;
	for(i=0;i<Num_Gen-1;i++)
	{
		np=i;
		for(j=i+1;j<Num_Gen;j++)
		{
			if(Gen_NodeName[j]<Gen_NodeName[np])
			{
				np=j;
			}
		}
		temp=Gen_NodeName[np];
		Gen_NodeName[np]=Gen_NodeName[i];
		Gen_NodeName[i]=temp;
		temp=Gen_No_NewtoOld[np];
		Gen_No_NewtoOld[np]=Gen_No_NewtoOld[i];
		Gen_No_NewtoOld[i]=temp;
	}
	/*cout<<endl<<"Generator sequencing: new gen number, new node, old"\
		<<" gen number"<<endl;
	for(i=0;i<Num_Gen;i++)
		cout<<setw(5)<<i<<setw(5)<<Gen_NodeName[i]\
		<<setw(5)<<Gen_No_NewtoOld[i]<<endl;*/
//負(fù)荷節(jié)點(diǎn)名(號(hào))處理:變成新的節(jié)點(diǎn)名(號(hào))
	for(i=0;i<Num_Load;i++)
	{
		Flag=0;
		for(j=0;j<Num_Node;j++)
		{
			if(LLoad[i].Node_No==Node_Name_NewtoOld[j])
			{
				Load_NodeName[i]=j;						//賦新名(號(hào))
				Flag=1;
			}
			if(Flag==1)break;
		}
	}
/*	cout<<endl<<"Load node new name: number, new node name"<<endl;
	for(i=0;i<Num_Load;i++)
		cout<<setw(5)<<i<<setw(5)<<Load_NodeName[i]<<endl;*/
//負(fù)荷排序：按照新節(jié)點(diǎn)名（號(hào)）由小到大的順序排序，并找出新負(fù)荷序號(hào)
//對(duì)應(yīng)的舊負(fù)荷序號(hào)
	for(i=0;i<Num_Load;i++)Load_No_NewtoOld[i]=i;
	for(i=0;i<Num_Load-1;i++)