具有冗余（配电）模拟的电路

Question

我需要在基本层面上模拟具有冗余的电路，例如这样：

我们有两台发电机、几个配电器和设备。 我正在尝试从设备功率要求开始模拟每个分支上的电流（例如，设备 1 需要 5 安培，设备 2 15，设备 3 ...，）

我的尝试是通过实现一个简单的图表：

• 我们从最后一级的孩子开始，他们询问父母目前需要工作
• 每个家长检查是否收到每个孩子的请求，如果没有就等待
• 所有其他家长汇总每个孩子当前的要求，然后向自己的家长询问
• 这样做直到我们不再有父母 现在我们分配权力：
• 上述算法中的最后一组父级是电源（在本例中为发电机）
• 每个电源都知道需要多少电流，它只是将可用功率（或电流）按比例分配给每个孩子（如果过载，可能就足够了，甚至没有，这很好）
• 每个孩子都做同样的事情，直到我们到达底部

现在让我停下来的问题是： 某些设备（配电器）可以从多个父设备获取电力。在这种情况下，正常的解决方案是在父级之间平均分配电力请求，但是，如果其中一个父级无法提供电力（较小的发电机或向许多设备供电），则分配器将向其他父级要求更多。在我看来，如果是这种情况，不可能提前知道，因为需要完全运行上述算法才能知道发电机是否过载，为此，我必须提前选择经销商是否会要求它的父母 50/50 或 30/70 或 ... .

我能想到的唯一解决方案是迭代：以 50/50 的比例应用一次算法。如果一台发电机可以提供 30%，我会记下这一点并再次模拟，要求另一台发电机提供 70%，很好。也许不是......另一个发电机现在无法为另一个分配器提供足够的电力，因此我必须再次模拟更改另一个分配器的 50/50 百分比。 恐怕这可能过于复杂，并且算法永远不会收敛到一个好的结果。 我从来没有遇到过这种问题，经过很多天的沉睡，我仍然找不到最好的解决方案。我想避免不良做法并使用良好的软件设计。 有没有人有针对此类问题的通用解决方案来指点我？

谢谢大家

PS：语言不是问题（这是算法问题），但如果相关的话我用 C++ 编写它

Answer 1

这是一个流量问题。

这里是计算流量问题的算法：

• 使用 Dijkstra 算法找到从源到目的地的路径

• 查找路径上任何链路的最小容量

• 将路径上所有链路的容量减少最小容量

• 删除现在容量为零的任何链接

• 重复上述步骤，直到找不到更多路径。

您需要将发电机的链路容量设置为它们可以生成的最大功率，并将设备的链路容量设置为设备的功率需求。

这里有一些实现此功能的 C++ 代码https://github.com/JamesBremner/PathFinder/blob/7b98a412398e1aea8934a8002822e1ccef9b888a/src/GraphTheory.cpp#L755-L859。此文档位于 https://github.com/JamesBremner/PathFinder/wiki/Flows，完整的应用程序位于 https://github.com/JamesBremner/PathFinder