Power Native Design

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Power-Native Design / 电力原生设计

维护版本：v0.51.2 ｜ 最后更新：2026-07-06

EnerOS 的六大设计哲学不是口号，而是写入内核的硬约束。它们共同回答一个问题：为什么不能在通用 Agent 框架上"外挂"电力知识？

详见 README §设计哲学 与 ADR-0002。

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1. Power-Native First

电力拓扑、潮流计算、设备模型不是外挂插件，而是操作系统的原生抽象。

通用 Agent 框架把电力知识当作"提示词"或"插件"挂在 LLM 之外；EnerOS 把它们写在内核里——eneros-topology 维护电网图、eneros-powerflow 解 Y·V = I、eneros-equipment 持有符合 IEC/GB 标准的设备参数库。Agent 从诞生起就运行在电网的物理世界模型之上。

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2. Agent-as-Grid-Node

每个 Agent 对应电网中的一个功能节点（厂站、馈线、设备），天然具备拓扑感知与约束遵守能力。

不是"Agent + 电网数据"，而是"Agent 即电网节点"。Agent 之间的通信即电网节点之间的信息交换。同厂站 Agent 自动形成协作组，跨厂站 Agent 通过拓扑路径进行结构化通信，避免全局广播的混乱。

实现见 eneros-agent 的 topology-aware context injection。

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3. Constraint as Kernel Law

安全约束（N-1、热稳定、电压限值）由内核强制执行，任何 Agent 的决策不可逾越物理可行域。

这是 EnerOS 与通用框架的根本区别。安全不是提示词，而是操作系统级的硬法律：

• SafetyGateway 类型层不可绕过（Validated<Command> newtype，见 ADR-0015）
• ConstraintEngine 在内核层校验潮流收敛 / 电压越限 / 线路过载
• 不满足物理约束的决策在内核层即被拒绝，写入审计（AuditAction::ConstraintViolation / CommandRejected）

详见 Safety Gateway。

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4. Time-Series Native

电力系统是强时序耦合系统。EnerOS 将时间维度作为一等公民。

eneros-timeseries 提供三种时间模式的原生操作：

• 实时数据流 — SCADA 采集器持续写入
• 历史回溯 — 任意时间窗查询
• 预测推演 — What-If 引擎并行多场景

Agent 可无缝切换"回顾-感知-预判"的时间视角。eneros-twin 提供虚拟时钟倍速/暂停/跳转，24h 数据准确还原。

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5. Real-Time Determinism

电力系统对实时性有刚性需求——继电保护动作必须在毫秒级完成。

双执行域架构（详见 Dual Execution Domain）：

• 通用执行域 — Agent 编排、AI 推理（秒级 ~ 分钟级）
• 实时执行域 — 继电保护、开关操作（微秒级 ~ 毫秒级，P99 < 1ms）

技术栈：SCHED_FIFO 优先级抢占 + CPU 隔离（isolcpus）+ mlockall 内存锁定 + 无锁 SPSC IPC + 硬件看门狗（/dev/watchdog）。

RT 类型层保证（v0.49.0+）：Validated<Command> / clippy::disallowed_types RT 禁锁 / NoAlloc + AllocTracker / WCET 预算框架。CI 通过 rt-check job 强制验证。

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6. Open & Interoperable

标准化的 Agent 通信协议与设备接入规范，支持异构能源设备与多厂商系统的即插即用。

11 协议覆盖（详见 Protocol Support）：

• 电力专有：IEC 61850 / IEC 60870-5-104 / IEC 60870-5-103 / IEC 60870-6 (ICCP) / CDT / DL/T 698.45 / DL/T 645-2007
• 工业通用：Modbus / DNP3 / OPC UA
• 物联网：MQTT 5.0 / CoAP / LwM2M
• 同步相量：IEEE C37.118 (PMU/PDC)

设备模型符合 IEC / GB 标准，pandapower 兼容格式。

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与通用框架对比

维度	通用 Agent 框架	SCADA / EMS	EnerOS
电力物理建模	无 / 外挂	深度但封闭	原生内核
AI Agent 支持	原生	无	原生
安全约束保障	提示词级	硬编码	内核级强制
拓扑感知	无	有	Agent 原生感知
多智能体协作	通用协议	无	拓扑结构化协作
开放性	高	低	高（插件架构）

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下一步

• Dual Execution Domain — RT 类型层如何把"约束"变成编译期硬约束
• Safety Gateway — Validated 类型层不可绕过
• ADR-0002 — 完整 Power-Native AgentOS 决策记录