cnpower

面向中国配电网规划、仿真建模、设备选型和工程校核的 Python 工程参数库。

cnpower 把常用配电设备参数、标准索引、典型接线方式、工程字段归一化、合规约束和 pandapower 建网能力整理成稳定接口。它适合作为配网规划系统、资产台账转换、分布式电源接入分析、仿真建模脚本和初步工程校核工具的参数底座。

English summary: cnpower is a Chinese distribution-grid engineering parameter library for equipment data, standards references, validation rules, normalization, compliance checks, and pandapower integration.

适合做什么

• 查询 10kV/0.4kV 配网常用设备参数。
• 将工程资产字段归一化为 p_mw、q_mvar、sn_mva、rated_current_a 等统一字段。
• 向 pandapower 注册中文线路、变压器、三绕组变压器和熔断器标准类型。
• 从工程资产字典构建可运行的 pandapower 网络。
• 对设备选型、电压质量、短路、N-1、可靠性、新能源接入等规则做初步校核。
• 为上层规划平台、建模流水线或自动化引擎提供机器可读数据。

不建议直接替代：

• 正式施工图设计。
• 厂家试验报告。
• 地方电网公司审查要求。
• 完整潮流、短路、保护整定或暂态仿真引擎。

当前覆盖

设备模型共 677 个：

模块	数量	分类
变压器	212	油浸式、干式、箱变、35kV 主变、110kV 主变、110kV 三绕组变
电缆	178	10kV、35kV、0.4kV、110kV
架空线路	82	10kV 架空绝缘线、0.4kV 架空绝缘线、裸导线
开关设备	60	开关柜、断路器、负荷开关、熔断器、重合器、分段器
无功补偿	29	中压电容器、低压电容器、SVG
保护配置	10	中压线路保护、变压器保护
互感器	32	中压 CT、低压 CT、中压 PT
避雷器	4	中压、低压避雷器
光伏	33	光伏组件（单晶硅、多晶硅、薄膜）、组串式逆变器、集中式逆变器
充电桩	9	交流慢充、直流快充、直流超充
储能	19	磷酸铁锂电池、铅碳电池、PCS
风机	9	小型分布式风机、中型分布式风机

更多机器可读信息见 cnpower_library_manifest.json。项目交接和使用说明见 docs/cnpower_project_guide.md。

安装

基础安装：

pip install cnpower

需要 pandapower 建模能力时：

pip install "cnpower[pandapower]"

源码开发：

git clone https://github.com/Gawg-AI/cnpower.git
cd cnpower
pip install -e ".[dev]"
python -m pytest -q

快速开始

查询设备参数

from cnpower.equipment import get_all_transformers

transformers = get_all_transformers()
trafo = transformers["oil_immersed"]["S13-630/10"]

print(trafo["sn_kva"])
print(trafo["rated_current_hv_a"])
print(trafo["rated_current_lv_a"])
print(trafo["thermal_model"]["standard"])

归一化工程字段

from cnpower.engineering import normalize_equipment

charger = normalize_equipment(
    "ev_charger",
    {"rated_power_kw": 14, "rated_voltage_v": 380, "power_factor": 0.95},
)

print(charger["p_mw"])
print(charger["q_mvar"])
print(charger["rated_voltage_kv"])

做设备合规检查

from cnpower.engineering import check_equipment_compliance

result = check_equipment_compliance(
    "transformer",
    {
        "sn_kva": 630,
        "vn_hv_kv": 10,
        "vn_lv_kv": 0.4,
        "rated_current_a": 36.4,
        "normal_loading_limit_percent": 80,
    },
    {
        "operating_voltage_kv": 10,
        "max_current_a": 35,
        "loading_percent": 70,
    },
)

print(result["summary"])
print(result["findings"])

注册 pandapower 标准类型

import pandapower as pp
from cnpower.pandapower_integration import add_chinese_std_types, list_chinese_std_types

net = pp.create_empty_network()
add_chinese_std_types(net)

print("S13-630/10" in net.std_types["trafo"])
print(list_chinese_std_types(net).keys())

从工程资产字典建网

from cnpower.engineering import build_pandapower_net

net = build_pandapower_net(
    {
        "buses": [
            {"id": "grid", "vn_kv": 10.0},
            {"id": "load_bus", "vn_kv": 0.4},
        ],
        "ext_grids": [{"bus": "grid", "vm_pu": 1.0}],
        "transformers": [
            {"id": "t1", "hv_bus": "grid", "lv_bus": "load_bus", "std_type": "S13-630/10"}
        ],
        "loads": [
            {"id": "load-1", "bus": "load_bus", "p_mw": 0.18, "q_mvar": 0.05}
        ],
    },
    run_powerflow=True,
)

print(net.converged)
print(net["cnpower_bus_lookup"])

主要入口

入口	说明
cnpower.equipment	变压器、电缆、架空线、开关、无功补偿、保护、互感器、避雷器
cnpower.equipment.new_energy	光伏、风机、储能、充电桩
cnpower.engineering.normalize_equipment	工程字段归一化
cnpower.engineering.check_equipment_compliance	设备合规检查
cnpower.engineering.build_pandapower_net	从工程资产字典构建 pandapower 网络
cnpower.pandapower_integration.add_chinese_std_types	注册中文 pandapower 标准类型
cnpower.standards.get_all_standards	标准索引
cnpower.topology.get_all_connection_modes	典型接线方式
cnpower.validation.get_all_validation_rules	规划与运行校验规则

标准与规则

标准索引包含 45 项标准或规范引用。常见条目包括：

• GB/T 6451-2023：油浸式电力变压器技术参数和要求。
• GB/T 10228-2023：干式电力变压器技术参数和要求。
• GB/T 1094.1-2013：电力变压器总则。
• GB/T 12706.1~3-2020：1kV 到 35kV 挤包绝缘电力电缆。
• GB/T 1179-2017：圆线同心绞架空导线。
• GB/T 1984-2024：高压交流断路器。
• GB/T 15166.2-2023：高压交流熔断器。
• GB/T 18487.1-2023：电动车导电充电系统。
• GB/T 34131-2023：电化学储能站接入电网。
• GB/T 45418-2025：配电网通用技术导则。

校验规则覆盖：

• 电压质量：电压偏差、电压波动、闪变、谐波、三相不平衡。
• N-1 安全与典型接线模式。
• 短路电流与电缆热稳定。
• 设备选型：变压器、导体、断路器等。
• 可靠性：SAIDI、SAIFI。
• 新能源接入：光伏、储能、充电设施和电能质量。

项目结构

cnpower/
  equipment/                 设备参数库
  equipment/new_energy/      光伏、风机、储能、充电桩
  engineering/               归一化、建网、合规检查、规划假设
  pandapower_integration/    pandapower 中文标准类型
  standards/                 标准索引
  topology/                  典型接线方式
  validation/                校验规则
docs/
  cnpower_project_guide.md   项目交接与使用说明
examples/
  pandapower_network_builder.py
tests/
  test_*.py

验证

python -m pytest -q

当前期望：

• python -m pytest -q：全部测试通过。

维护原则

• 新增设备数据时，同步检查 pandapower 必需字段、工程运行字段、标准来源和测试覆盖。
• 新增标准条目时，code 必须唯一，related_rules 必须指向真实存在的规则 ID。
• 对外程序优先使用包级入口，不直接依赖内部 helper。
• source_type 为工程默认或项目特定的字段，正式工程落地前必须复核。
• 修改归一化、合规检查、标准索引或建网逻辑时，应补充回归测试。

文档

• docs/cnpower_project_guide.md：完整项目说明、模块关系、使用流程、维护清单。
• cnpower_library_manifest.json：机器可读项目清单。

许可证与署名

本项目采用带署名要求的 MIT License，详见 LICENSE。

在工程项目、论文或衍生作品中使用本库时，请保留如下数据来源说明：

Data Source: cnpower - https://github.com/Gawg-AI/cnpower

免责声明

本库设备参数来自公开标准、工程常用口径和典型参数整理，仅供规划研究、仿真建模和工程初步校核参考。正式工程设计应以现行标准、当地电网公司要求、厂家试验报告、项目设计条件和审查意见为准。