Pandapower中绘制IEEE-33总线网络时遇到的索引错误解析

Pandapower中绘制IEEE-33总线网络时遇到的索引错误解析

在使用Pandapower进行电力系统仿真分析时，绘制网络拓扑图是一个常见需求。本文针对用户在绘制IEEE-33总线网络时遇到的"None of [Int64Index...] are in the [index]"错误进行深入分析，并提供解决方案。

问题现象

用户在尝试绘制IEEE-33总线网络时，执行了以下代码：

plot.fuse_geodata(net)
bc = plot.create_bus_collection(net, net.bus.index, size=.2, color=colors[0], zorder=10)
tlc, tpc = plot.create_trafo_collection(net, net.trafo.index, color="g")
lcd = plot.create_line_collection(net, net.line.index, color="grey", linewidths=0.5, use_bus_geodata=True)
sc = plot.create_bus_collection(net, net.ext_grid.bus.values, patch_type="rect", size=.5, color="y", zorder=11)
plot.draw_collections([lcd, bc, tlc, tpc, sc], figsize=(8,6))

但在执行第二行代码时，系统报错提示"None of [Int64Index...] are in the [index]"，表明存在索引不匹配的问题。

错误原因分析

该错误的核心原因是网络中没有正确设置总线地理坐标数据(bus_geodata)。具体来说：

1. plot.fuse_geodata(net)函数调用可能没有正确生成或分配总线地理坐标数据
2. 当尝试使用create_bus_collection创建总线集合时，系统无法找到对应索引的地理坐标数据
3. 错误信息中的Int64Index显示系统尝试访问的总线索引与现有索引不匹配

解决方案

针对这一问题，正确的做法是：

1. 使用Pandapower内置的IEEE-33总线网络案例，该案例已包含正确的地理坐标数据
2. 避免使用可能干扰地理坐标数据的plot.fuse_geodata函数
3. 简化绘图代码，只绘制必要的元素

修正后的代码如下：

import pandapower as pp
import pandapower.networks as pn
import pandapower.plotting as plot
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt

colors = sns.color_palette('colorblind')
net = pn.case33bw()  # 使用内置的IEEE-33总线网络

# 创建绘图元素
bc = plot.create_bus_collection(net, net.bus.index, size=.2, color=colors[0], zorder=10)
lcd = plot.create_line_collection(net, net.line.index, color="grey", linewidths=0.5, use_bus_geodata=True)
sc = plot.create_bus_collection(net, net.ext_grid.bus.values, patch_type="rect", size=.5, color="y", zorder=11)

# 绘制图形
plot.draw_collections([lcd, bc, sc], figsize=(8,6))
plt.show()

技术要点说明

1. 内置网络数据：pn.case33bw()提供了标准的IEEE-33总线网络，包含完整的拓扑和地理坐标信息。

2. 绘图元素创建：

   • create_bus_collection：创建总线集合，需要指定总线索引、大小、颜色等参数
   • create_line_collection：创建线路集合，use_bus_geodata=True表示使用总线地理坐标自动计算线路位置

3. 地理坐标数据：Pandapower绘图依赖于bus_geodata数据框，其中包含每个总线的x、y坐标信息。内置网络已包含这些数据，自定义网络需要手动添加。

扩展建议

对于自定义网络的绘制，建议：

1. 确保网络对象中包含bus_geodata数据框
2. 可以使用pp.plotting.create_generic_coordinates(net)自动生成基本的地理坐标
3. 对于复杂网络，可以手动调整bus_geodata中的坐标值以获得更好的可视化效果

通过以上方法，用户可以顺利绘制出IEEE-33总线网络图，并避免索引不匹配的错误。