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% Copyright (c) 2016 the Institute of Power System Optimization, Guangxi University (the iPso)
% and original author(s). This file is licensed to you under the Apache License, Version
% 2.0 (the "License"); you may not use this file except in compliance with the License. You
% may obtain a copy of the License at
%
% http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
%
% Unless required by applicable law or agreed to in writing, software distributed under the
% License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND,
% either express or implied. See the License for the specific language governing permissions
% and limitations under the License.
% Created by Beicun Li (John Resse) at 2015-10-21 21:12. Contact mister.resse@outlook.com.
function [err, iterTimes, N, U, fy, S, QLimits] = pf(srcFilePath, options, hCallbackBeforeInitialize, hCallbackBeforeIterations, hCallbackBeforePerIteration, hCallbackAfterPerIteration, hCallbackWhenFinished)
%========================================================================================================================%
% %
% 使用牛顿-拉夫逊法，执行一次稳态潮流计算。 %
% %
%========================================================================================================================%
% | | %
% srcFilePath | string | 包含必要源数据的文本文件的绝对或相对路径。 %
% __________________________________________________________________________________________________________________%
% 参 | | %
% options | vector | 指定算法选项（未使用）。 %
% __________________________________________________________________________________________________________________%
% | | %
% hCallbackBeforePerIteration | 指定回调函数，在每一次迭代开始前被调用。 %
% | handle | 回调函数格式为：function callback(iter)，iter为当前迭代次数。 %
% 数 __________________________________________________________________________________________________________________%
% | | %
% hCallbackAfterPerIteration | 指定回调函数，在每一次迭代结束后被调用。 %
% | handle | 回调函数格式为：function callback(iter)，iter为当前迭代次数。 %
%========================================================================================================================%
% | | %
% | | 错误信息，指出该函数是否正确返回。_______________err域定义_______________ %
% | | \ code - 代码 %
% | | \ msg - 提示信息 %
% | | \_source - 错误源_________________________%
% | | _______________________________________ %
% | | ________________| 0 - 正常返回 / %
% err | struct | |err.code含义 1 - 超出指定迭代次数未收敛 / %
% | | |_______________ 其它数值 - 发生未知错误（未使用） / %
% | | |__________________________________/ %
% | | 除非 err == {}，否则 ：N, U, fy 及 S 为无效返回值，iterTimes为最大迭代次数。 %
% 返 __________________________________________________________________________________________________________________%
% | | %
% iterTimes | interger | 实际迭代次数。 %
% 回 __________________________________________________________________________________________________________________%
% | | %
% N | interger | 总节点数目。 %
% 值 __________________________________________________________________________________________________________________%
% | | | %
% U | vector | 所有节点的电压幅值（标幺值）。 |\ %
% __________________________________________________________________________| \ %
% | | | \ %
% fy | vector | 所有节点的电压相角（标幺值）。 |--- 数值列表按节点编号顺序。 %
% __________________________________________________________________________| / %
% | | | / %
% S | vector | 所有节点的复功率（标幺值），形如 P + Qi。|/ %
%========================================================================================================================%
%% 初始化。
% 读取源数据文件并构造所需数据结构。
% 并设置迭代变量初值。
if(class(hCallbackBeforeInitialize) == 'function_handle')
hCallbackBeforeInitialize(srcFilePath, options);
end
[err,fe,Y, P, QAndU2, BLVoltage, U, N, BLNodes, PQNodes, PVNodes, QLimits, precision, maxIterTimes] = pf_build_data_structure(srcFilePath);
if(isstruct(err))
iterTimes=0;N=0;U=0;fy=0;S=0;
return;
end
% 检查是否所有源数据特性均受当前版本支持。
err = pf_validate(Y, P, QAndU2, U, N, BLNodes, PQNodes, PVNodes, precision, maxIterTimes);
if(isstruct(err))
iterTimes=0;N=0;U=0;fy=0;S=0;
return;
end
if(class(hCallbackBeforeIterations) == 'function_handle')
hCallbackBeforeIterations();
end
%% 迭代。
% 使用迭代计数器。
iterTimes = 0;
while (1)
% 若迭代次数超出指定最大值，返回错误。
if(iterTimes > maxIterTimes)
iterTimes=0;N=0;U=0;fy=0;S=0;
err = common_err(1, mfilename(),'DOES NOT converge after specified MAX iterations: %d.', maxIterTimes); return;
end
% 若定义了前回调函数，发送通知。
if(class(hCallbackBeforePerIteration) == 'function_handle')
hCallbackBeforePerIteration(iterTimes);
end
% 计算不平衡量。
% 构造雅各比矩阵。
[deltaPQ, J] = pf_calc_delta_and_jacobi(N, PQNodes, PVNodes, BLNodes, P, QAndU2, Y, fe);
% 求解修正方程组。
deltafe = sparse(J\deltaPQ);
% 若满足收敛条件，结束迭代。
if(common_all_near_zero(deltafe, precision))
break;
end
% 计算最优乘子。
mu = pf_optimal_multiplier(deltafe, Y, N, deltaPQ, J);
% 更新迭代变量。
fe = fe + mu*deltafe;
% 若定义了后回调函数，发送通知。
if(class(hCallbackAfterPerIteration) == 'function_handle')
hCallbackAfterPerIteration(iterTimes, J, deltafe, deltaPQ, mu);
end
iterTimes = iterTimes + 1;
end
% 计算节点功率和电压。
[U, fy, S, u, l] = pf_build_node_datas(fe, Y, N);
if(class(hCallbackWhenFinished) == 'function_handle')
hCallbackWhenFinished();
end
end