当下,中国能源结构正经历一场前所未有的绿色跃迁。风电、光伏装机占比已显著提升,象征着新能源发展的辉煌成就。然而,一个尖锐的矛盾随之浮现:这些“看天吃饭”的电源,对保障电力系统安全稳定的“顶峰电力”贡献却显不足。
真实的压力在用电高峰时段显露无遗。在近年迎峰度夏期间,区域电网在极端高温下,于用电晚高峰面临巨大的电力缺口。当万家灯火亮起,电网稳定运行正经历严峻考验。
一、火电深度调峰的极限突围

在此背景下,作为电力系统传统“压舱石”的火电,被赋予了深度调峰、填补缺口的重任。然而,当负荷被压至极低水平时,火电自身也陷入了安全、环保与经济的“不可能三角”困境。
物理安全红线频频告急。低负荷下“缺氧燃烧”易导致炉膛熄火、设备超温。火电机组非计划停运次数同比暴增,由此导致的直接电量损失巨大,严重威胁电网稳定。
环保考核与调峰收益深度捆绑。国家新规将氮氧化物(NOx)浓度、氨逃逸等环保指标与调峰补偿直接挂钩。一旦小时均值超标,当月所有调峰收益将被“一票否决”。仅江苏一省,已有6家电厂因此遭受“零补偿”处罚。
经济性出现严重倒挂。在部分市场,深度调峰报价下限已降至0.12元/度,但算上燃料、环保剂消耗和设备损耗,度电实际成本却高达0.35元。导致电厂“越调越亏”,长期亏损额惊人。
更根本的挑战源于 “数据孤岛” 。电厂内的分散控制系统(DCS)、环保监测、燃料管理和电力营销四大系统各自为政,数据无法贯通。运行人员往往依靠经验决策,使调峰变成了风险未知的“盲盒抽奖”。
二、虚拟电厂:真正的调峰基石

当传统路径难以为继,电网和能源专家将目光投向了云端——虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP) 。它的核心逻辑不是新建实体电厂,而是通过先进的信息通信技术和软件系统,将散布于各地的分布式电源(如风光储)、柔性负荷(如工商业园区)、传统煤电、燃气机组及新兴的氢储能等资源聚合起来,形成一个能够统一协调、智能响应的“云端电厂”。
2025,建设新型电力系统的蓝图已徐徐展开,实现这一宏伟目标的瓶颈就在于:谁来提供成本可控、时序长久、可靠性极高的主体可调容量?答案逐渐清晰:在迈向碳中和的漫长过渡期内,煤电机组必须经过智能化改造,成为虚拟电厂中最稳定、最可靠的“压舱石”。而实现这一转化的关键角色,正是人工智能。
三、AI赋能:重塑煤电核心价值
面对这一历史性课题,元琛科技以AI智能环保岛为核心,打造出一套系统性解决方案,其本质是赋予传统煤电机组“云端智能体”的新身份,实现从“刚性基底”向“柔性资源”的价值蜕变。
该方案不追求技术细节的堆砌,而是聚焦于解决根本问题、创造多重价值:

1. 毫秒级“数字孪生”
1000+传感节点+火焰光谱摄像头,把锅炉、汽机、环保岛实时映射到云端,彻底打通电厂内部数据壁垒,实现从燃煤入炉到排放出口的全流程透明化、可追溯管理,为精细化管理与协同优化奠定坚实基础。
2. AI“自动驾驶”
自研深度强化学习模型,同步优化燃烧、环保、电价、碳价四维目标,18%负荷下NOx≤25 mg、氨逃逸≤1 ppm,关键变量提前300秒预测,真正“无人值守”。
3. 虚拟电厂“秒级聚合”
通过IEC 61850、MQTT标准协议,使煤电机组能够快速、无缝地接入各级虚拟电厂平台。把机组深调容量、环保裕度、碳排配额拆解成“可调模块”,1秒内完成报价,实现秒级响应与市场交易,将沉睡的调峰能力转化为真金白银的收益。
4. 碳-电双市盈利
实时跟踪全国碳价、绿证价格,自动切换“发电卖电”或“减碳卖碳”模式,智能决策机组在“发电收益”与“碳资产收益”之间的最优运行策略,开拓了全新的利润增长点。
5. 安全可靠验证
与德国标杆企业共同探索“黑盒故障”实验,随机注入2000组极端工况,确保在各类复杂甚至极端情况下,都能保障机组核心设备安全与环保达标,让技术反向输出欧洲。
一系列能力的聚合,旨在从根本上改变煤电的角色与价值——使其不仅成为电力系统安全可靠的“压舱石”,更转型为支撑新型电力系统灵活、低碳、经济运行的关键智慧型资源。

四、实践验证:从成本中心到价值中心
目前,该智能方案的实效已在多个合作电厂得到验证。通过系统化改造,电厂在运行经济性、可靠性与环保表现上均实现显著提升:
在降低物耗、延长设备寿命方面创造了可观经济效益;机组非计划停运次数大幅减少,有效提升了发电可靠性;碳排放强度明显下降,每年可产生相当的碳减排量,带来环境权益收益。
此外,通过灵活接入虚拟电厂参与调峰服务,该方案帮助电厂在用电高峰时段稳定提供可调容量,并由此获得显著的市场化收益,成为区域电网中备受信赖的灵活性调节资源。
五、结束语
当风电、光伏的间歇性与波动性成为新型电力系统必须面对的常态,煤电的 “灵活性” 而非其“基础电量”,正成为保障国家能源安全的“定音鼓”与“稳定器”。
元琛智能所引领的,正是一场深刻的“能源生产力”跃迁。通过AI赋能,每一台庞大的煤电机组都在转型为云端的、可智能调度的“机器人”。它们既能在关键时刻为电网深度兜底,又能在碳市场和电力市场中穿梭套利,从沉重的成本负担转变为高价值的利润中心。
这远不止于一场环保技术改造,它更是一次对传统能源资产运营逻辑的根本性重塑——让“旧资产”生出“新收益”,让“黑色电力”续写“零碳故事”。在这场全球瞩目的新能源体系竞赛中,中国正在凭借其独特的“煤电智能化改造+大规模虚拟电厂”路径,构筑起一道兼具韧性、经济与清洁的“调节优势”护城河。
未来已来,唯智变者胜。