一. 背景介紹

據(jù)交通運輸部統(tǒng)計，2015-2019年，我國高速公路建設投資額持續(xù)提升，2019年，全國高速公路建設完成投資11504億元，按照可比口徑，同比增長14.5%。2020年全國高速公路完成13479億元，增長17.2%。2020年，中國高速公路里程16.44萬公里，增加1.14萬公里；高速公路車道里程72.31萬公里，增加5.36萬公里。國家高速公路里程11.30萬公里，增加0.44萬公里。

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全國開展高速公路零碳服務區(qū)建設的城市及涉及的公司挺多的，比如：

雄安北綜合能源零碳智能服務區(qū)：位于河北雄安，其借助風光發(fā)電、氫能制儲加用等 8

個

模塊達成零碳目標。建設涉及相關(guān)負責榮烏高速新線建設運營的單位。

青銀高速濟南東零碳服務區(qū)：位于山東濟南，由山東高速集團打造，其構(gòu)建全場景分布式光伏建設模式，并開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的零碳智慧管控系統(tǒng)。

杭州繞城高速西復線次塢服務區(qū)：位于浙江杭州，其正推進零碳改造，通過分布式發(fā)電與儲能系統(tǒng)等，預計 2025 年 12 月完成整體改造實現(xiàn)零碳。主要由負責杭州繞城高速西復線運營等相關(guān)的單位實施。

廣東中開高速火炬東零碳智慧服務區(qū)：位于廣東中山，采用模塊化建設，設零碳智慧管控系統(tǒng)、污廢資源化處理系統(tǒng)等，利用屋頂、邊坡等地鋪設光伏等達成零碳運營要求。與中開高速的投資建設公司有關(guān)。

長株高速公路長沙東服務區(qū)：位于湖南長沙，由湖南長株高速公路開發(fā)有限責任公司開展零碳試點建設，圍繞產(chǎn)能低碳、用能減碳等 4 個維度推進。

沿大別山高速將軍縣零碳服務區(qū)：位于河南信陽，商羅公司在建設中將建筑風格與傳統(tǒng)古民居融合，基于清潔能源替代、智慧能源管控等達成零碳運營目標。

承平高速霧靈山零碳服務區(qū)：位于河北承德，由中交路建牽頭的聯(lián)合體投資建設，采用建筑節(jié)能、生態(tài)碳匯等 12 項節(jié)能降碳技術(shù)等以實現(xiàn)零碳目標。

此外，還有非試點的零碳服務區(qū)項目在推進中，像陜西交控集團于寶雞眉縣打造的連霍高速眉縣零碳服務區(qū)，計劃 2025 年 10 月底投用等。

目前全國仍有900多個縣沒有國道覆蓋，有18個新增的城鎮(zhèn)人口在20萬以上的城市和29個地級行政中心未實現(xiàn)與國家高速公路相連接。根據(jù)《規(guī)劃》，普通國道將新建8000公里、升級改造10萬公里，國家高速公路將新建2.5萬至3.3萬公里。未來的高速公路網(wǎng)絡重心將從東部沿海地區(qū)逐漸向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移。

十四五發(fā)展規(guī)劃：加快交通基礎設置建設，提高路網(wǎng)服務功能，*符合市場經(jīng)濟要求的交通運輸體系。加強交通安全保障和應急能力建設，建設資源節(jié)約、環(huán)境友好交通行業(yè)。建設綠色交通、建立適應交通發(fā)展的科技創(chuàng)新體系，人力資源和行業(yè)管理體系。建立針對交通突發(fā)事件的快速反應、檢測、判斷、評價、搶修的成套機制，提高交通的可靠性?！秶夜肪W(wǎng)規(guī)劃（2013年-2030年）》對國家高速公路網(wǎng)進行了擴容調(diào)整。

二. 高速公路的特點和運維難點

主要特點有：帶狀分布，供配電所數(shù)量多，距離長且位置分散，橋隧比高。

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主要難點有：多源接入能源協(xié)調(diào)困難、用電安全要求高、負荷繁雜電網(wǎng)質(zhì)量下降、用電信息化集成度低運維效率低、能耗嚴重管理復雜······

隧道變電所監(jiān)控需求:

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收費站變電所需求:

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服務區(qū)變電所監(jiān)控需求:

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三. 高速公路綜合能效解決方案

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3.1高速公路電力監(jiān)控及綜合能效管理系統(tǒng)- 可靠供電

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3.2 高速公路電力監(jiān)控及綜合能效管理系統(tǒng)- 用能安全

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3.3 高速公路電力監(jiān)控及綜合能效管理系統(tǒng)- 降低能耗

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3.4 高速公路電力監(jiān)控及綜合能效管理系統(tǒng)- 高效運維

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3.5 高速公路電力監(jiān)控及綜合能效管理系統(tǒng)- 光儲充檢

在“碳達峰、碳中和"的目標下，分布式光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、充電樁、電動汽車等設施一體化聚合完成配電擴容、削峰填谷、就地消納、有序用電，提升可再生能源消納水平。

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3.6 高速公路電力監(jiān)控及綜合能效管理系統(tǒng)- 有序運營

高速服務區(qū)、隧道、收費站等場景的分布式光伏、分布式儲能等新能源的大量接入以及充電樁的接入，需要通過平臺對復雜的電網(wǎng)進行協(xié)調(diào)優(yōu)化，從而實現(xiàn)高速公路高效自動化管理。

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平臺特點

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四. 高速公路綜合能效解決方案- 案例分享

4.1 河南交投源網(wǎng)荷儲充

在雙碳目標、國家及河南省政策背景下，河南交投集團提出要落實全省新業(yè)倍增行動和綠色低碳轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，依托高速公路資產(chǎn)和土地資源集聚優(yōu)勢搭建新能源發(fā)展平臺，統(tǒng)籌開展光伏、充換電儲能、能源智慧管理及相關(guān)配套服務等業(yè)務，為指導后續(xù)工作的有序開展，特開展京港澳高速公路沿線建設申請立項工作。

此項目為交投集團新能源百千萬工程，在5年內(nèi)建成投運綠色低碳服務區(qū)一百對以上、新增光伏裝機容量一千兆瓦以上、充電車位一萬個以上。項目共分為三期，一期投資7億元，新增充電車位2000個以上、服務區(qū)光伏裝機容量150MW以上，儲能容量30兆瓦/60兆瓦時，年平均發(fā)電量約1.5億度電。

一期主要圍繞京港澳高速沿途共設有中牟、鄭州北、澠池、漯河、許昌、靈寶、長葛、商丘、開封等255個服務區(qū)和收費站，實現(xiàn)每個站點的智慧管理以及優(yōu)化控制，完成新能源消納、防逆流等控制需求，提升各個站點的安全可靠、綠色經(jīng)濟運行。

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系統(tǒng)架構(gòu)

智慧能源管理平臺需要兼容266個站點的協(xié)調(diào)控制器接入，主要實現(xiàn)遠程集中監(jiān)視和控制、能效分析、能耗及收益、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、策略下發(fā)等。協(xié)調(diào)控制器可以制定并自動執(zhí)行防逆流、削峰填谷、新能源消納等控制策略，對內(nèi)實現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲一體化協(xié)同運行。

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項目實施：現(xiàn)場通過ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，采集先陽儲能、華為SUN2000系列逆變器、防逆流設備、防孤島、電能質(zhì)量在線監(jiān)測、計量儀表ADL系列；利用協(xié)調(diào)控制器的策略模塊制定柔性防逆流策略、新能源消納策略實現(xiàn)光伏、光儲站點的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。

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通過協(xié)調(diào)控制器采集處理后上傳EMS3.0平臺，并在平臺上進行各站點配置、應用展示。并針對各個站點存在的問題進行記錄、反饋。

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第一期已接入的站點與應用情況

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4.2 荔浦至玉林段高速公路配電工程

荔玉高速公路是《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“四縱六橫三支線"布局中“縱二"荔浦至鐵山港高速公路的組成部分，也是國家高速公路網(wǎng)G59廣西境段重要組成部分。項目建成后，將成為桂林、梧州、玉林通往北海、湛江等沿海城市便捷的高速公路通道，對于加快區(qū)域一體化步伐、促進經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要意義。

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本次針對荔浦至玉林高速公路配電工程項目中不同保護對象配置不同微機保護裝置，10kV進線柜配置AM5-F線路保護裝置；10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護裝置。本工程10kV配電工程共有16個隧道變電所，為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對荔浦至玉林高速公路各個變電所的用電監(jiān)控與管理。

監(jiān)控范圍為變電所的微機保護裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機控制屏、油箱液位儀、水泵運行狀態(tài)和水位、風機軟啟動器和照明控制器。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡通信層、現(xiàn)場設備層三部分組成，現(xiàn)場設置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機，實現(xiàn)電力設備集中監(jiān)控功能。

4.3 賀州至巴馬高速公路都安至巴馬段機電工程

廣西賀州至巴馬高速公路（都安至巴馬段），起點位于河池市都安縣澄江鄉(xiāng)東謝村G210國道附近，終點位于河池市巴馬縣縣城以西巴馬鎮(zhèn)拉塘村附近，與在建的河池至百色高速公路相接，主線全長119.400km 。

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用戶需求：根據(jù)賀州至巴馬高速公路的特點，為滿足運營管理的需求，本次供配電設備包括高速公路變電所/箱式變電站的10/0.4kV電力監(jiān)控系統(tǒng)設計、電氣接線無線測溫系統(tǒng)設計、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計。

解決方案：本次針對都巴高速公路電力監(jiān)控項目中不同保護對象配置不同微機保護裝置，10kV進線柜配置AM4線路保護裝置；0.4kV配置AMC 72E4多功能儀表和Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)一套，實現(xiàn)對高速公路各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機保護裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機控制屏、油箱液位儀、風機軟啟動器和照明控制器。

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4.4 蘇嘉杭董浜收費站機電工程

蘇嘉杭高速公路是江蘇省、蘇州市重點實施工程之一，北邊連接蘇通長江公路大橋、沿江高速公路和常熟港南聯(lián)浙江省乍嘉蘇高速公路，途經(jīng)常熟董浜、古里、白茆、唐市沙家浜，相城區(qū)陽澄湖、湘城、太平、元和，工業(yè)園區(qū)婁葑，吳中郭巷、良種場，吳江松陵、同里、八坼、黎里、平望、盛澤等18個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，江蘇段全長100公里

用戶需求：

為供配電系統(tǒng)提供配套的電力監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對供配電系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控。同時在變電所內(nèi)安裝網(wǎng)絡高清攝像機，對監(jiān)控配電房內(nèi)設備運行情況進行監(jiān)控，另外設置煙感、溫感探測器、紅外探頭等安防設備，對無人配電房運行環(huán)境進行監(jiān)控，真正做到變電所無人值守，從而實現(xiàn)對沿線分散的供配電系統(tǒng)實施遠距離集中控制管理，提供供配電系統(tǒng)的可靠性、管理水平。

解決方案：

本項目設1處無人值守變電所，在蘇嘉杭高速公路常熟東收費站變電所值班室對本項目無人值守變電所的電力監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程日常監(jiān)控、管理和維護。電力監(jiān)控設備通過數(shù)據(jù)總線及雙絞線構(gòu)成一個現(xiàn)場子系統(tǒng)，再通過光纖線路與值班室進行數(shù)據(jù)傳輸。

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4.5 其他典型案例

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五. 總結(jié)

我國高速公路建設投資與里程持續(xù)增長，零碳服務區(qū)建設在多地推進，但仍存在部分區(qū)域路網(wǎng)覆蓋不足及運維難點。在此背景下，高速公路綜合能效解決方案從可靠供電、用能安全、降低能耗等多維度發(fā)力，融入光儲充檢技術(shù)，實現(xiàn)新能源高效利用與電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化。河南交投、荔玉高速等案例表明，該方案能有效提升高速運維效率與綠色運營水平，契合 “雙碳" 目標與交通行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，為高速公路高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。