PyPSA MCP: Energy Modeling for LLMs

PyPSA MCP

PyPSA MCP 是一个 Model Context Protocol (MCP) 服务，用于使用 PyPSA（Python for Power System Analysis）创建、分析和优化能源系统模型。

一个 Model Context Protocol (MCP) 服务，使 Claude 等大模型能够通过自然语言与 PyPSA 交互，进行能源模型的创建和分析。

演示示例

以下是一个演示视频，展示如何将 PyPSA MCP 与 Claude 配合使用。视频演示了创建简单的两母线模型、运行潮流计算以及执行优化。

https://github.com/user-attachments/assets/5633a431-7c3b-4a2f-9a9e-395dcbbb2e29

演示提示词

你可以使用以下提示词与 Claude 复现视频中展示的示例：

I'd like to build an energy system model and perform optimization using PyPSA. Please help me with these steps: 
1. Create a simple two-bus model with: 
   1. Two buses at (0,0) and (100,0) with 220 kV nominal voltage 
   2. A generator at bus1 with 100 MW capacity and 50 €/MWh cost 
   3. A load at bus2 with 80 MW demand
   4. 24 hourly snapshots for January 1, 2025
2. Run a power flow calculation to verify the model 
3. Perform optimization with the highs solver using the kirchhoff formulation 
4. Discuss the results

概述

PyPSA MCP 在大模型与 PyPSA 之间架起桥梁，让你可以：

1. 通过自然语言创建和管理能源系统模型
2. 添加母线、发电机和输电线路等网络组件
3. 为仿真设置时间序列数据
4. 运行潮流和优化计算
5. 分析结果

功能

• 模型管理

  • 创建新的 PyPSA 能源模型
  • 列出并选择可用模型
  • 导出详细的模型摘要
  • 在不再需要时删除模型

• 组件创建

  • 添加母线、发电机、负荷和其他网络组件
  • 通过自然语言配置组件参数
  • 修改现有组件
  • 将组件组织为有意义的组

• 数据与仿真

  • 为仿真时段设置时间快照
  • 为负荷和发电机添加时间序列数据
  • 运行潮流计算
  • 使用各种求解器和公式进行优化

• 结果分析

  • 从仿真结果中提取关键指标
  • 生成模型性能摘要
  • 导出数据以供进一步分析

安装

前置条件

• Python 3.10 或更高版本
• uv（推荐，便于依赖管理）

主要安装方式（PyPI）

# Install from PyPI
pip install pypsamcp

# Or using uv (recommended)
uv pip install pypsamcp

运行 PyPSA MCP

# Run using the installed package
pypsamcp

在 Claude Desktop 中配置

1. 找到 Claude Desktop 的配置文件（通常位于 ~/.config/Claude/config.json）

2. 将 PyPSA MCP 添加到 mcpServers 部分：

   "mcpServers": {
     "PyPSA MCP":{
       "command": "uv",  # Sometimes /path/to/local/uv (remove this comment)
       "args": [
         "run",
         "--with",
         "pypsamcp",
         "pypsamcp"
       ]
     }
   }
   

3. 保存配置文件并重启 Claude Desktop

开发安装（从 GitHub）

适用于贡献者或希望修改代码的用户：

# Clone the repository
git clone https://github.com/cdgaete/pypsa-mcp.git
cd pypsa-mcp

# Install development dependencies with uv
uv pip install -e ".[dev]"

以开发模式运行

# Run the server directly
python -m pypsamcp.server

可用工具

该服务提供以下 MCP 工具：

模型管理

create_energy_model(
    id: str,
    name: str = None,
    description: str = None
)

list_models()

delete_model(
    id: str
)

export_model_summary(
    id: str,
    include_components: bool = True,
    include_parameters: bool = True
)

组件创建

add_bus(
    model_id: str,
    name: str,
    v_nom: float,
    x: float = 0.0,
    y: float = 0.0,
    carrier: str = "AC"
)

add_generator(
    model_id: str,
    name: str,
    bus: str,
    p_nom: float,
    marginal_cost: float = 0.0,
    carrier: str = "generator"
)

add_load(
    model_id: str,
    name: str,
    bus: str,
    p_set: float
)

add_line(
    model_id: str,
    name: str,
    bus0: str,
    bus1: str,
    x: float,
    r: float = 0.0,
    g: float = 0.0,
    b: float = 0.0,
    s_nom: float = 0.0
)

add_storage(
    model_id: str,
    name: str,
    bus: str,
    p_nom: float,
    max_hours: float,
    efficiency_store: float = 1.0,
    efficiency_dispatch: float = 1.0,
    standing_loss: float = 0.0
)

数据与仿真

set_snapshots(
    model_id: str,
    start_time: str,
    end_time: str,
    freq: str = "H"
)

run_powerflow(
    model_id: str,
    snapshot: str = None
)

run_optimization(
    model_id: str,
    solver_name: str = "glpk",
    formulation: str = "kirchhoff"
)

示例提示词

以下是一些将 PyPSA MCP 与 Claude 配合使用的示例：

Create a new energy system model with three buses, two generators, and a load.

Add a wind generator with 100 MW capacity to bus "bus1" with a marginal cost of 10.

Run a power flow calculation on the current model and show me the results.

Optimize the model using the GLPK solver and summarize the key findings.

许可证

本项目采用 MIT 许可证 - 详情请参阅 LICENSE 文件。

致谢

• 基于 PyPSA 构建，用于电力系统建模
• 使用 FastMCP 实现 Model Context Protocol
• 灵感来源于通过自然语言接口让能源系统建模更易用的需求