EnerOS
Rust · Power-Native · AgentOS

聚能以枢
驱动万物智能

EnerOS(能枢OS)是一个面向电力与能源领域的原生智能体操作系统
它将电力系统的领域知识、物理约束与运行逻辑内建为操作系统内核,
使 AI Agent 在能源场景中具备原生理解、安全决策与自主行动能力。

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核心 Crate 模块
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路线图阶段
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设计哲学
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应用场景
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为什么需要 EnerOS

通用 Agent 框架在电力能源领域面临根本性困境。当前,人工智能 Agent 技术正以前所未有的速度重塑各行业的运作模式,然而电力与能源领域却面临着独特的挑战——安全约束被降级为提示词级别的建议,电网拓扑结构与电气耦合关系被忽视。

物理盲区

Agent 不理解潮流、电压、频率等物理量,无法判断决策的物理可行性。

约束缺失

安全约束(N-1、热稳定、电压越限)被当作"提示词"而非系统级保障。

拓扑无感

Agent 将电网视为扁平数据,无法感知拓扑结构与电气耦合关系。

时序割裂

电力系统是强时序耦合系统,通用框架缺乏时间维度的一等公民支持。

设备异构

变压器、断路器、逆变器各有独立模型与协议,难以统一调度。

EnerOS 的回答

不要在通用框架上"外挂"电力知识,而是从电力原生出发构建操作系统

设计哲学

六大核心设计原则,定义电力原生智能体操作系统的底层范式。

01

Power-Native First

电力原生优先

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。Agent 从诞生起就运行在电网的物理世界模型之上。

02

Agent-as-Grid-Node

智能体即电网节点

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。Agent 之间的通信即电网节点之间的信息交换。

03

Constraint as Kernel Law

约束即内核法律

安全约束(N-1 校验、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。安全不是提示词,而是操作系统级的硬约束。

04

Time-Series Native

时序原生

电力系统是强时序耦合系统。EnerOS 将时间维度作为一等公民,支持实时数据流、历史回溯与预测推演的原生操作。

05

Real-Time Determinism

实时确定性

电力系统对实时性有刚性需求。EnerOS 采用双执行架构:通用执行域承载 Agent 编排与 AI 推理,实时执行域保障保护逻辑与开关操作的确定性时延。安全域不可被通用域阻塞。

06

Open & Interoperable

开放与互操作

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。

系统架构

双执行架构:通用执行域 + 实时执行域。将系统划分为两个执行域,兼顾 AI 推理的复杂计算与电网控制的硬实时保证。

通用执行域 General Domain
Agent 运行时
AI 推理引擎
规划与优化
人机交互
非确定性 · 响应时间:秒级 ~ 分钟级
实时安全网关
RT Safety Gateway
跨域通信 · 指令下发 · 状态同步 · 优先级仲裁 · 约束校验
实时执行域 Real-Time Domain
继电保护逻辑
开关操作执行
故障隔离
频率调节
确定性 · 响应时间:微秒级 ~ 毫秒级
🛡️

安全域不可被通用域阻塞

实时执行域的任务拥有最高优先级,通用域的任何操作不得影响实时执行的确定性。

➡️

单向信任

实时执行域可直接读取通用域的决策指令,但通用域不可直接干预实时执行域的调度。

🔒

跨域通信经网关

所有通用域→实时执行域的指令必须经过网关的约束校验与优先级仲裁。

故障降级

当通用域异常时,实时执行域自动切换到本地保护逻辑,确保电网安全不依赖 AI。

分层架构总览

从应用到基础设施的五层架构,清晰分离职责与抽象层次。

应用层 Application Layer
调度 Agent 运维 Agent 规划 Agent 交易 Agent 故障诊断 负荷预测 能效优化
Agent 运行时层 Agent Runtime
生命周期管理 记忆存储 工具引擎 多智能体协作 推理引擎 安全守卫 电网感知上下文注入
电力原生内核 Power-Native Kernel
拓扑引擎 (图模型) 潮流引擎 (PF/OPF) 约束执行器 (N-1/热稳定/电压) 设备模型库 (IEC/GB) 时序引擎 事件总线
实时安全网关 RT Safety Gateway
跨域通信 指令下发 状态同步 优先级仲裁 约束校验
基础设施层 Infrastructure
继电保护 开关操作 故障隔离 频率调节 GOOSE SCADA IEC 61850 IEC 104 MQTT Modbus OPC UA

核心能力

六大核心能力,让 Agent 天然"懂电"。

电网拓扑一等公民

电网拓扑图是 EnerOS 的核心数据结构。Agent 通过拓扑感知上下文自动获取其所在节点的电气关系、上下游设备与运行状态,无需显式查询。

物理约束决策

所有 Agent 的决策输出经过电力原生内核的约束校验——潮流是否收敛、电压是否越限、线路是否过载。不满足物理约束的决策在内核层即被拒绝。

设备模型库

内置符合中国国标(GB)与国际电工委员会标准(IEC)的设备参数库,涵盖变压器、线路、开关、逆变器等核心设备类型,支持 pandapower 兼容格式。

多智能体协作

基于电网拓扑的 Agent 组织模型:同一厂站内的 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。

时序原生操作

实时数据流、历史数据回溯、预测数据推演——三种时间模式在内核层统一抽象,Agent 可无缝切换"回顾-感知-预判"的时间视角。

安全守卫

内核级安全守卫:N-1 安全校验、热稳定校验、电压越限检测。安全约束不可被 Agent 绕过或降级,是操作系统的"硬法律"。

Crate 索引

12 个 Rust Crate 构成的模块化体系,各司其职,松耦合高内聚。基于 Rust 构建,保障内存安全与高性能。

eneros-corecrates/eneros-core/

统一类型、错误、配置

EnerOSErrorPowerSystemStateElementId
eneros-topologycrates/eneros-topology/

电网拓扑图建模与分析

NetworkGraphTopologyEngineBusBranch
eneros-powerflowcrates/eneros-powerflow/

Newton-Raphson 潮流求解

PowerFlowSolverYBusMatrixJacobianMatrix
eneros-constraintcrates/eneros-constraint/

安全约束校验与执行

ConstraintEngineViolationResponseStrategy
eneros-equipmentcrates/eneros-equipment/

设备参数模型库

EquipmentModelTransmissionLineTwoWindingTransformer
eneros-timeseriescrates/eneros-timeseries/

时序数据存储与查询

TimeSeriesEngineTimeSeriesQueryAggregation
eneros-eventbuscrates/eneros-eventbus/

事件驱动通信总线

EventBusEventEventHandler
eneros-gatewaycrates/eneros-gateway/

安全网关与命令管控

SafetyGatewayCommandSafetyCheckCommandPriority
eneros-devicecrates/eneros-device/

设备通信与协议适配

ProtocolAdapterDeviceManagerHealthMonitor
eneros-apicrates/eneros-api/

CLI / HTTP API 服务

ApiServerApiClientApiResponse
eneros-bridgecrates/eneros-bridge/

Python 桥接 (cnpower/pandapower)

PythonBridgeCnpowerEquipmentLoader
eneros-networkcrates/eneros-network/

拓扑-潮流统一管线 (规划中)

coming soon

应用场景

覆盖电力能源全生命周期的智能化应用场景。

智能调度 Dispatch Agent

基于负荷预测与新能源出力的日前 / 日内 / 实时调度,实现经济性与安全性的最优平衡。

🔧

智能运维 Operation Agent

设备状态监测、故障诊断与检修决策,从被动维修转向预测性维护。

📐

配网规划 Planning Agent

负荷增长预测下的网架扩展与设备选型,支撑新型电力系统建设。

💹

电力交易 Trading Agent

现货市场报价策略与结算分析,适应电力市场化改革浪潮。

🛡️

故障自愈 Self-Healing Agent

故障定位、隔离与非故障区域恢复供电,毫秒级响应提升供电可靠性。

🌱

能效优化 Energy Agent

工商业用户的用能优化与需求响应,助力双碳目标实现。

独树一

EnerOS 在电力物理建模、AI 原生与安全约束三维度同时领先。

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
原生
安全约束保障
提示词级
硬编码
内核级强制
拓扑感知
Agent 原生感知
多智能体协作
通用协议
拓扑结构化协作
开放性
高(插件架构)
设备模型标准
厂商私有
IEC / GB 标准

快速开始

基于 Rust 构建,几行命令即可启动。前置条件:Rust 1.70+ 与 Cargo。

bash — EnerOS
$ # 克隆仓库
$ git clone https://github.com/Gawg-AI/EnerOS.git
$ cd EnerOS
$ # 构建项目
$ cargo build --release
Compiling eneros-core ...
Compiling eneros-powerflow ...
Finished release [optimized]
$ # 启动 API 服务器
$ cargo run --bin eneros -- serve --host 0.0.0.0 --port 8080
EnerOS API listening on 0.0.0.0:8080
$ # 执行潮流计算
$ cargo run --bin eneros -- power-flow --case ieee14
✓ Power flow converged in 4 iterations

演进路线

14 个阶段的持续演进,从内核基座到确定性决策闭环。

01
Phase 1

内核基座

拓扑引擎、潮流计算内核、设备模型库

02
Phase 2

Agent 运行时

Agent 生命周期管理、记忆系统、工具引擎

03
Phase 3

电网感知上下文

拓扑感知注入、约束校验守卫、事件总线

04
Phase 4

多智能体协作

多智能体协作协议、拓扑结构化通信

05
Phase 5

基础设施适配器

SCADA / IEC 61850 / IEC 104 / MQTT 协议适配器

06
Phase 6

领域应用

调度 Agent、运维 Agent、自愈 Agent、领域协作协议

07
Phase 7

实时闭环与系统集成

SCADA 数据管线、DC-OPF、状态估计、Web 仪表盘

08
Phase 8

深度集成与生产化

E2E 集成测试、ApiClient 真实 HTTP、SQLite 持久化

09
Phase 9

修复真实 Bug 与消除空壳

死锁修复、SelfHealingAgent 联锁校验、clippy 零警告

10
Phase 10

精度验证与 LLM 推理集成

IEEE 14-bus 精度验证、LlmReasoningEngine、降级回退机制

11
Phase 11

rig Tool 实化与统一推理引擎

rig-core 0.38 集成、4 个电力系统 Tool 实化、统一推理引擎

12
Phase 12

实时执行域

优先级命令队列、实时执行器、看门狗超时保护

13
Phase 13

约束驱动的确定性决策管道

结构化动作输出、可行性投影、三阶段决策管道、反馈重推理

14
Phase 14

接通确定性决策闭环

消除"幽灵闭环"、FeedbackLoop 接入、5 个端到端闭环集成测试

未来趋势

从能源互联网到具身智能体,EnerOS 定义下一代电力系统的智能底座。

趋势 01

新型电力系统

高比例新能源接入、高比例电力电子设备带来电网形态根本性变革。源-网-荷-储协同控制、虚拟电厂聚合、微电网自治将成为常态,亟需原生理解电力物理规律的智能体来驾驭日益复杂的电网。

趋势 02

能源 × AI 大模型

大语言模型与领域推理引擎深度融合,从"知识检索"走向"自主决策"。LLM 提供意图理解与自然语言交互,EnerOS 内核提供物理可行域保障,共同实现可信赖的能源智能体。

趋势 03

能源互联网

电力、天然气、热力、交通多能耦合,能源系统向互联网形态演进。EnerOS 的图原生架构天然适配多能网络的拓扑建模,为跨能源类型的智能调度提供统一基础。

趋势 04

双碳与电力市场化

"双碳"目标推动能源结构深度调整,全国统一电力市场建设加速。EnerOS 的交易 Agent 与规划 Agent 将成为新型电力市场中最活跃的智能参与者。

趋势 05

具身智能体

从"软件 Agent"到"具身 Agent"——巡检机器人、智能开关柜、自主运维设备将成为电网中的具身智能体。EnerOS 的 Agent-as-Grid-Node 范式天然支撑物理实体的智能接入。

趋势 06

操作系统级智能基座

正如 Linux 之于互联网、Android 之于移动端,EnerOS 致力于成为能源智能时代的操作系统底座——一个让万千能源智能体得以安全、高效、原生协作的通用平台。

技术原则

工程实现层面的五项核心准则。

内核-用户分离物理约束执行在内核层,Agent 逻辑在用户层,安全边界清晰
图为中心电网拓扑图是系统的核心索引,一切操作围绕图结构展开
事件驱动基于事件总线的异步架构,适配电力系统的实时响应需求
插件架构设备协议、求解器、Agent 能力均以插件形式接入,可扩展
标准合规遵循 IEC 61850 / IEC 60870-5-104 / GB 系列标准

让 Agent 天然懂电

从电力原生出发构建操作系统。聚能以枢,驱动万物智能。