A beginner-friendly Chinese tutorial for PyPSA (Python for Power System Analysis) — six runnable Jupyter notebooks taking you from installation to a full 24-hour case study with renewables and storage. Explanations in Chinese, code in English.
PyPSA 是电力系统优化与分析领域最常用的开源 Python 框架之一(经济调度、最优潮流、容量扩展规划、新能源与储能建模),但长期以来缺少一套体系化的中文入门教程:官方文档是英文的,中文资料只有零散博客。本教程的目标就是补上这一块——六个能一键跑通的 notebook,带你从零搭出第一个可优化的电网模型。
- 学过一点 Python(会装包、会跑 notebook 就够了);
- 对电力系统有点概念(知道发电机、负荷、母线是什么),但没用过 PyPSA;
- 想做新能源、储能、电力市场、容量规划相关研究或开发的同学和工程师。
不需要提前装过任何求解器——教程用开源的 HiGHS(pip install highspy),一条命令搞定。
| 章节 | Notebook | 你会学到 |
|---|---|---|
| 1 | 01-installation.ipynb |
安装 PyPSA,验证环境与求解器可用性 |
| 2 | 02-first-network.ipynb |
创建第一个电网模型:母线、负荷、发电机,查看元件表 |
| 3 | 03-power-flow.ipynb |
潮流计算:牛顿–拉夫逊 vs 线性潮流,线路潮流与结果可视化 |
| 4 | 04-economic-dispatch.ipynb |
经济调度与最优潮流:按成本排序开机,节点边际电价解读 |
| 5 | 05-storage-renewables.ipynb |
储能与新能源:24 小时时序优化,充放电曲线与净负荷 |
| 6 | 06-case-study.ipynb |
完整小案例:3 节点系统 + 风光 + 储能,日前 24h 全流程优化 |
建议按顺序读,每章 15–30 分钟。每一章都可以独立运行,不依赖前一章的输出。
# 1. 克隆仓库
git clone https://github.com/chenyi6758-source/pypsa-tutorial-zh.git
cd pypsa-tutorial-zh
# 2. 创建虚拟环境并安装依赖
python -m venv .venv
source .venv/bin/activate # Windows: .venv\Scripts\activate
pip install -r requirements.txt
# 3. 启动 Jupyter
jupyter lab然后按顺序打开 01–06 notebook,逐格运行即可。所有算例都是合成小数据、无需联网,每章几分钟内跑完。
- Python 3.10+
- 依赖见
requirements.txt(pypsa>=1.0、highspy、jupyter、matplotlib、pandas、numpy) - 求解器:HiGHS(通过
highspy这个 pip 包安装,开源免费;PyPSA 里用solver_name="highs"调用),教程中全部优化都用它完成
本教程内容采用 CC BY 4.0 许可,见 LICENSE 文件。欢迎转载、改编用于教学,只需注明出处。
- 讲解用中文,代码(变量名、注释、函数名)统一用英文——跟 PyPSA 官方 API 保持一致,也方便对照英文文档。
- 教程针对 PyPSA v1.x API 编写;旧版本(0.x)部分接口名称不同,请注意区分。
- 算例均为教学用简化系统,参数是编的,结论不要直接套用到真实电网规划中。