随着信息安全外部环境的不确定性加剧，电力行业作为关系到国计民生的关键领域，加速了自主创新的步伐。近年来，中国的国产操作系统取得了显著的进步，逐步打破了国外操作系统的垄断地位。
本文将就电力行业操作系统国产化的重要性、取代国外系统的关键背景及时间节点，当前电力行业国产操作系统的技术创新点、改进和发展方向作详细阐述。
重要意义
近年来，电力行业对国产操作系统的重视程度不断提高，主要基于以下几个关键因素：
信息安全与数据保护：在全球范围内，信息与网络安全问题日益严峻，尤其是对于关键基础设施而言，操作系统作为底层核心软件，其安全性直接关系到整个系统的稳定运行。
采用国产操作系统，可以减少对外部技术的依赖，降低潜在的后门风险和外部监控威胁，保障电力系统的数据安全和运行安全，这对于维护国家能源安全至关重要。
自主可控：随着国际形势的变化和技术竞争的加剧，拥有自主知识产权的操作系统成为了国家安全战略的一部分。
国产操作系统使得我国能够在不受外部限制的情况下，独立进行系统升级、维护和定制开发，确保电力基础设施的长期可持续发展和应急响应能力。
供应链安全：全球供应链的不确定性，尤其是软件断供风险，促使电力行业寻求更加稳定的供应链解决方案。
国产操作系统及其生态的建立，有助于构建更加安全可靠的供应链体系，减少因国际政治经济变动带来的不确定影响。
符合国家战略导向：推动国产软硬件的发展，是实现科技自立自强、促进产业升级的重要组成部分。电力行业作为国民经济的命脉，积极响应国家关于信息技术应用创新（简称“信创”）的号召，采用国产操作系统是实现这一战略目标的实际行动。
行业创新与定制化需求：国产操作系统往往更贴近国内用户的实际需求，能够针对电力行业的特殊应用场景，如智能电网、电力物联网等，提供更为灵活的定制化服务和解决方案，推动行业技术创新和智能化转型。
综上所述，电力行业加大对国产操作系统的应用，不仅是提升自身信息安全等级、实现技术自主可控的需求，更是服务于国家能源安全大局，保障国家经济社会稳定运行的战略选择。通过这一系列措施，可以有效防范外部风险，确保电力供应的稳定性和安全性，支撑国家的长远发展。
关键背景和时间节点
国产操作系统在电力行业中取代国外系统的关键背景主要涉及以下几个方面：
1
信息安全考量：随着国际环境变化，信息安全和数据保护成为国家安全的重要组成部分。电力作为关键基础设施，其系统的安全性直接关系到国家和社会的稳定。使用国产操作系统，能够减少对外国技术的依赖，增强系统安全性，避免潜在的信息泄露和外部干扰风险。
2
政策推动与战略需求：中国政府为了促进本土信息技术产业的发展，实施了一系列政策，如“信创工程”，明确提出在关键领域推广国产软硬件。电力行业作为国民经济支柱之一，积极响应国家号召，国产操作系统在政策的推动下得到了广泛应用。
3
技术成熟与生态建设：近年来，国产操作系统在性能、稳定性、兼容性等方面取得了显著进步，逐步缩小与国际主流操作系统的差距。同时，围绕国产操作系统的生态也在不断完善，包括应用软件、硬件驱动、技术服务等，为电力行业提供了可行的替代方案。
至于时间节点，国产操作系统在电力行业的应用并非一蹴而就，而是经历了一个逐步推进的过程。
早期
国产操作系统更多是在小范围试点和特定场景下使用。
进入21世纪第二个十年后
随着技术的成熟和政策的强力推动，尤其是在2010年代末至2020年代初，电力行业开始大规模探索和应用国产操作系统，特别是在新建项目和系统升级中优先考虑国产替代方案。
特别是2014年以来，随着国家对信息安全重视程度的提高，以及“新基建”、“数字经济”等国家战略的提出，电力行业加速了国产操作系统替代国外系统的步伐。
2020年代中期
已经有多项成功案例表明国产操作系统在电力行业的广泛应用和显著成效，标志着这一替代过程达到了一个新的阶段。
创新点
国产操作系统在电力行业的应用中展现出了多项技术创新点，旨在满足行业特有的高可靠性和安全性要求，具体包括但不限于以下几点：
确保系统的高可靠性和安全性，除了上述技术手段外，还需要通过严格的测试验证、定期的安全审计、及时的漏洞修补、以及专业的安全培训等综合措施，形成一套完整的安全管理体系。此外，与电力行业紧密合作，深入理解业务需求，不断迭代优化，也是国产操作系统能够满足行业特殊需求、确保系统稳定可靠的关键。
努力和改进
国产操作系统在电力行业的应用中，针对兼容性、性能优化以及与现有电力系统集成方面，进行了多方面的努力和改进，具体包括：
兼容性改进
广泛适配硬件设备：为了更好地融入电力行业的IT环境，国产操作系统加强了对各类硬件设备的支持，包括服务器、工作站、嵌入式设备以及专用的电力设备，如智能电表、变电站自动化设备等，确保与国内外主流硬件的兼容。
软件生态建设：通过与行业软件开发商合作，推动关键应用软件的国产化适配，如SCADA系统、EMS能量管理系统、DMS配电管理系统等，丰富了国产操作系统下的应用生态，减少对进口软件的依赖。
标准化与接口兼容：遵循行业标准和协议，如IEC 61850、DL/T 860等电力通信标准，确保操作系统与电力系统中的其他组件之间的顺畅交互。
性能优化
内核级优化：对Linux内核进行定制和优化，针对电力系统的特点，如高并发处理、实时数据采集与分析，优化内存管理、I/O调度、进程调度算法，提升系统整体性能和响应速度。
资源调度策略：开发特定的资源调度策略，确保电力监控、数据分析等关键任务优先执行，提高系统的实时性和稳定性。
低功耗技术：针对边缘计算和物联网设备，引入低功耗管理机制，延长设备续航时间，同时不影响系统性能。
系统集成与定制化
模块化设计：提供模块化和可扩展的系统架构，便于根据电力企业的具体需求进行功能定制和集成，例如集成特定的数据采集模块、安全模块等。
无缝集成现有系统：开发专用的迁移工具和适配层，简化从传统系统向国产操作系统的迁移过程，减少业务中断，确保平滑过渡。
云原生支持：集成云原生技术，如Kubernetes容器编排，支持微服务架构，帮助电力企业构建弹性、可扩展的IT基础设施，加速数字化转型。
通过这些努力，国产操作系统在电力行业的应用逐渐成熟，不仅提高了系统的安全性和可靠性，也促进了电力行业的信息化和智能化水平，为国家能源安全和数字经济发展奠定了坚实的基础。
演进方向
面对数字化转型和智能化升级的趋势，电力行业国产操作系统将如何演进以适应这些变化？具体可概括为以下七点：
深度融合人工智能与大数据：国产操作系统将进一步集成AI算法和大数据处理框架，实现更智能的运维管理、故障预测、能源优化等，提升电力系统的自动化水平和决策效率。
强化云计算与边缘计算能力：优化对云原生技术的支持，包括容器化、微服务架构、以及与公有云、私有云的深度整合，同时增强边缘计算能力，支持海量终端设备的高效管理和数据处理，实现电力物联网的广域覆盖和实时响应。
深化安全可信技术应用：随着电力系统对网络安全要求的提升，国产操作系统将不断深化安全可信技术的研究和应用，包括可信计算、零信任网络、区块链技术等，确保数据安全和系统韧性。
优化实时性和确定性性能：针对电力系统对实时性要求极高的特性，操作系统将不断优化内核，提供更高级别的实时性和确定性保障，确保电力调度、故障处理等关键任务的精确执行。
标准化与生态构建：积极参与并推动国内外操作系统标准的制定，加强与上下游产业链的合作，构建更加开放、兼容的生态系统，促进应用软件、硬件设备的广泛适配和互操作性。
模块化与定制化服务：提供更加灵活的模块化设计，允许电力企业根据自身需求定制操作系统功能，支持快速迭代和升级，满足不同规模、不同应用场景的差异化需求。
绿色低碳与可持续发展：结合电力行业的绿色转型目标，国产操作系统将集成更多节能优化策略，支持碳排放监测、能源管理等功能，助力电力系统实现碳达峰、碳中和目标。
总之，电力行业国产操作系统的演进将紧密跟随行业数字化、智能化的需求，不断提升其技术先进性、安全性和灵活性，为电力行业的高质量发展提供坚实支撑。
应用案例
在电力行业，以电力鸿蒙OS、银河麒麟操作系统为代表的国产操作系统，为电力行业的数字化转型和自主可控提供了有力保障。
电力鸿蒙OS（电鸿物联操作系统）
电力鸿蒙OS是南方电网公司与开放原子开源基金会联合发布国内首个电力物联操作系统。
该系统首次实现一套系统覆盖不同类型、不同品牌的电力设备，实现设备即插即用、海量数据互通共享，为未来新型电力系统大规模物联设备接入、运行维护提供支撑，填补了该领域国内空白。
图源：南网50Hz；周志旺 摄
2024年4月15日，全国首个基于电鸿物联操作系统的输电智能运维场景在广东电网公司广州供电局500千伏从木丙丁线、110千伏科尖加石迁线等线路建成，这是“电力鸿蒙OS”发布以来首次在输电专业设备运维场景的工程化实践。
广州供电局输电二所输电数字化技术专责周靖钧介绍：“以前图像视频数据和北斗倾斜监测数据需要输电监控人员从不同系统分别获取，关联分析和并发协作能力较差。现在基于‘电力鸿蒙OS’快速统一接入生产运行支持系统，实现了北斗倾斜监测告警—联动调用图像视频抓拍—人工监控复核分析的高效联动处置，单次告警分析处理时长平均由10分钟降至2分钟。”
来源：南方电网报
银河麒麟操作系统
银河麒麟操作系统在电力行业的应用案例涵盖了水电、供电和光伏发电等多个领域。
水电机组核心控制系统国产化
2022年10月30日，中国华能集团有限公司牵头研发的全国首台（套）单机65万千瓦水电机组全国产调速器、励磁系统在华能糯扎渡水电站成功投运。11月24号，新一代继电保护系统在华能澜沧江中下游的小湾水电站正式投运。这意味着被称为水电站“大脑”的核心控制系统全面实现国产化，这也是我国水电控制系统一项重大技术突破。
计算机监控、调速器、励磁和继电保护四大系统是水电站的核心控制系统，是确保机组及电网稳定的重要基础。以前，这套系统的关键部件一直依赖进口。华能集团牵头组建联合研发团队，基于银河麒麟操作系统V10、上海贝岭EEPROM芯片和ADC芯片、中电熊猫晶振模块等国产技术产品，攻克了关键软硬件存在的“卡脖子”技术难题，实现了水电核心控制系统全流程100%国产化，为我国清洁能源水电开发提供完全自主创新的“国产大脑”。
光伏发电控制系统国产替代
2023年7月，基于飞腾CPU和银河麒麟操作系统研发的国内首套全国产光伏监控系统——华能睿渥S316，在华能青海共和世能光伏电站正式投运，标志着我国光伏电站控制技术在自主安全方面取得重大突破。
华能睿渥S316系统使用了全部国产自研系统和元器件产品，如银河麒麟高级服务器操作系统V10和飞腾CPU，这些产品都是为满足国家安全和信息主权的需要而设计的。该系统可以对光伏电站的各种设备进行实时监测和控制，如光伏组件、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、太阳跟踪控制系统等。该系统还可以实现AGC（自动发电控制）、AVC（自动电压控制）、五防系统（过压、过流、过载、短路和接地保护）、逆变器、汇流箱等发电设备监控的一体化。
来源：麒麟软件
统信UOS
全自主操作系统办公环境
2022年6月，南方电网公司首批全自主操作系统办公环境在贵州电网贵阳供电局部署验证成功并投入试运行。
依托统信软件自主研发的deepin-wine技术迁移，攻关小组将原有应用程序和Web插件进行改造，实现统信操作系统与南方电网公司电网管理平台、应用软件及外设等产品完全适配，实现业务平台在统信操作系统上无缝衔接，大幅缩短信创业务改造周期，做到了信创产品的真替真用。
通过长达数月联合攻关工作，贵州电网贵阳供电局已建设了包含集中管控平台、私有化商店、内网仓库、内网激活服务器（KMS）等功能的全自主操作系统办公环境，实现并验证了包括统一身份认证、终端监控和运维、操作系统配置、终端安全防护、应用软件分发、操作系统更新、操作系统激活、运营统计审计八大功能，率先实现了统信操作系统的终端在线统一管控、安全态势全局监管以及终端用户集中管理，补足了自主操作系统在域管环节的技术短板，信创推进速度走在南方电网公司前列。
全自主可控营业厅
2023年6月，贵州电网公司贵阳供电局城北营业厅顺利完成全自主可控替代改造并正式运行，成为南方电网第一个“全自主可控营业厅”。
在改造项目中，贵阳供电局携手统信软件成立了企业联合攻关团队。依托统信软件“有来”解决方案，通过上下游厂商通力合作，制定了终端系统适配改造场景方案标准。
立足本单位信息技术应用创新产业已有成果，从全自主可控终端应用适配改造入手，贵阳供电局结合独有的自主可控终端域控系统，从操作系统层面进行代码适配改造，顺利完成营业厅4大业务系统、9大业务流程、30余项功能从国外操作系统向自主可控系统的无缝迁移，保证营业厅所有服务工作平滑过渡。
与行业内常见的通过安装虚拟机实现业务迁移的技术路线不同，贵阳供电局本次适配工作彻底摆脱了国外操作系统的限制，实现了自主可控操作系统层面的“真适配”和实体操作系统的“真替代”，为整个企业乃至整个行业相关工作推进积累了宝贵的经验。
来源：统信软件
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