一. 背景介紹

據(jù)交通運(yùn)輸部統(tǒng)計(jì)，2015-2019年，我國(guó)高速公路建設(shè)投資額持續(xù)提升，2019年，全國(guó)高速公路建設(shè)完成投資11504億元，按照可比口徑，同比增長(zhǎng)14.5%。2020年全國(guó)高速公路完成13479億元，增長(zhǎng)17.2%。2020年，中國(guó)高速公路里程16.44萬(wàn)公里，增加1.14萬(wàn)公里；高速公路車(chē)道里程72.31萬(wàn)公里，增加5.36萬(wàn)公里。國(guó)家高速公路里程11.30萬(wàn)公里，增加0.44萬(wàn)公里。

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全國(guó)開(kāi)展高速公路零碳服務(wù)區(qū)建設(shè)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(wù)區(qū)：位于河北雄安，其借助風(fēng)光發(fā)電、氫能制儲(chǔ)加用等 8

個(gè)

模塊達(dá)成零碳目標(biāo)。建設(shè)涉及相關(guān)負(fù)責(zé)榮烏高速新線建設(shè)運(yùn)營(yíng)的單位。

青銀高速濟(jì)南東零碳服務(wù)區(qū)：位于山東濟(jì)南，由山東高速集團(tuán)打造，其構(gòu)建全場(chǎng)景分布式光伏建設(shè)模式，并開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的零碳智慧管控系統(tǒng)。

杭州繞城高速西復(fù)線次塢服務(wù)區(qū)：位于浙江杭州，其正推進(jìn)零碳改造，通過(guò)分布式發(fā)電與儲(chǔ)能系統(tǒng)等，預(yù)計(jì) 2025 年 12 月完成整體改造實(shí)現(xiàn)零碳。主要由負(fù)責(zé)杭州繞城高速西復(fù)線運(yùn)營(yíng)等相關(guān)的單位實(shí)施。

廣東中開(kāi)高速火炬東零碳智慧服務(wù)區(qū)：位于廣東中山，采用模塊化建設(shè)，設(shè)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(shè)光伏等達(dá)成零碳運(yùn)營(yíng)要求。與中開(kāi)高速的投資建設(shè)公司有關(guān)。

長(zhǎng)株高速公路長(zhǎng)沙東服務(wù)區(qū)：位于湖南長(zhǎng)沙，由湖南長(zhǎng)株高速公路開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司開(kāi)展零碳試點(diǎn)建設(shè)，圍繞產(chǎn)能低碳、用能減碳等 4 個(gè)維度推進(jìn)。

沿大別山高速將軍縣零碳服務(wù)區(qū)：位于河南信陽(yáng)，商羅公司在建設(shè)中將建筑風(fēng)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(dá)成零碳運(yùn)營(yíng)目標(biāo)。

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

此外，還有非試點(diǎn)的零碳服務(wù)區(qū)項(xiàng)目在推進(jìn)中，像陜西交控集團(tuán)于寶雞眉縣打造的連霍高速眉縣零碳服務(wù)區(qū)，計(jì)劃 2025 年 10 月底投用等。

目前全國(guó)仍有900多個(gè)縣沒(méi)有國(guó)道覆蓋，有18個(gè)新增的城鎮(zhèn)人口在20萬(wàn)以上的城市和29個(gè)地級(jí)行政中心未實(shí)現(xiàn)與國(guó)家高速公路相連接。根據(jù)《規(guī)劃》，普通國(guó)道將新建8000公里、升級(jí)改造10萬(wàn)公里，國(guó)家高速公路將新建2.5萬(wàn)至3.3萬(wàn)公里。未來(lái)的高速公路網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)設(shè)置建設(shè)，提高路網(wǎng)服務(wù)功能，完善符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求的交通運(yùn)輸體系。加強(qiáng)交通安全保障和應(yīng)急能力建設(shè)，建設(shè)資源節(jié)約、環(huán)境友好交通行業(yè)。建設(shè)綠色交通、建立適應(yīng)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(duì)交通突發(fā)事件的快速反應(yīng)、檢測(cè)、判斷、評(píng)價(jià)、搶修的成套機(jī)制，提高交通的可靠性。《國(guó)家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013年-2030年）》對(duì)國(guó)家高速公路網(wǎng)進(jìn)行了擴(kuò)容調(diào)整。

二. 高速公路的特點(diǎn)和運(yùn)維難點(diǎn)

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

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

隧道變電所監(jiān)控需求:

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收費(fèi)站變電所需求:

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服務(wù)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(yùn)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(chǔ)充檢

在“碳達(dá)峰、碳中和"的目標(biāo)下，分布式光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁、電動(dòng)汽車(chē)等設(shè)施一體化聚合完成配電擴(kuò)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(yùn)營(yíng)

高速服務(wù)區(qū)、隧道、收費(fèi)站等場(chǎng)景的分布式光伏、分布式儲(chǔ)能等新能源的大量接入以及充電樁的接入，需要通過(guò)平臺(tái)對(duì)復(fù)雜的電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)高速公路高效自動(dòng)化管理。

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平臺(tái)特點(diǎn)

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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(chǔ)充

在雙碳目標(biāo)、國(guó)家及河南省政策背景下，河南交投集團(tuán)提出要落實(shí)全省新業(yè)倍增行動(dòng)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(shì)搭建新能源發(fā)展平臺(tái)，統(tǒng)籌開(kāi)展光伏、充換電儲(chǔ)能、能源智慧管理及相關(guān)配套服務(wù)等業(yè)務(wù)，為指導(dǎo)后續(xù)工作的有序開(kāi)展，特開(kāi)展京港澳高速公路沿線建設(shè)申請(qǐng)立項(xiàng)工作。

此項(xiàng)目為交投集團(tuán)新能源百千萬(wàn)工程，在5年內(nèi)建成投運(yùn)綠色低碳服務(wù)區(qū)一百對(duì)以上、新增光伏裝機(jī)容量一千兆瓦以上、充電車(chē)位一萬(wàn)個(gè)以上。項(xiàng)目共分為三期，一期投資7億元，新增充電車(chē)位2000個(gè)以上、服務(wù)區(qū)光伏裝機(jī)容量150MW以上，儲(chǔ)能容量30兆瓦/60兆瓦時(shí)，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(shè)有中牟、鄭州北、澠池、漯河、許昌、靈寶、長(zhǎng)葛、商丘、開(kāi)封等255個(gè)服務(wù)區(qū)和收費(fèi)站，實(shí)現(xiàn)每個(gè)站點(diǎn)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(gè)站點(diǎn)的安全可靠、綠色經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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系統(tǒng)架構(gòu)

智慧能源管理平臺(tái)需要兼容266個(gè)站點(diǎn)的協(xié)調(diào)控制器接入，主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jì)、策略下發(fā)等。協(xié)調(diào)控制器可以制定并自動(dòng)執(zhí)行防逆流、削峰填谷、新能源消納等控制策略，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)一體化協(xié)同運(yùn)行。

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項(xiàng)目實(shí)施：現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，采集先陽(yáng)儲(chǔ)能、華為SUN2000系列逆變器、防逆流設(shè)備、防孤島、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)、計(jì)量?jī)x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(shí)現(xiàn)光伏、光儲(chǔ)站點(diǎn)的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。

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通過(guò)協(xié)調(diào)控制器采集處理后上傳EMS3.0平臺(tái)，并在平臺(tái)上進(jìn)行各站點(diǎn)配置、應(yīng)用展示。并針對(duì)各個(gè)站點(diǎn)存在的問(wèn)題進(jìn)行記錄、反饋。

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第一期已接入的站點(diǎn)與應(yīng)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(guó)家高速公路網(wǎng)G59廣西境段重要組成部分。項(xiàng)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(duì)于加快區(qū)域一體化步伐、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。

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本次針對(duì)荔浦至玉林高速公路配電工程項(xiàng)目中不同保護(hù)對(duì)象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置，10kV進(jìn)線柜配置AM5-F線路保護(hù)裝置；10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護(hù)裝置。本工程10kV配電工程共有16個(gè)隧道變電所，為實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)荔浦至玉林高速公路各個(gè)變電所的用電監(jiān)控與管理。

監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無(wú)功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、油箱液位儀、水泵運(yùn)行狀態(tài)和水位、風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)器和照明控制器。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)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(guò)網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)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(jī)電工程

廣西賀州至巴馬高速公路（都安至巴馬段），起點(diǎn)位于河池市都安縣澄江鄉(xiāng)東謝村G210國(guó)道附近，終點(diǎn)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(zhǎng)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(diǎn)，為滿足運(yùn)營(yíng)管理的需求，本次供配電設(shè)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(shè)計(jì)、電氣接線無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

解決方案：本次針對(duì)都巴高速公路電力監(jiān)控項(xiàng)目中不同保護(hù)對(duì)象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置，10kV進(jìn)線柜配置AM4線路保護(hù)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(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路各個(gè)變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無(wú)功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、油箱液位儀、風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)器和照明控制器。

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4.4 蘇嘉杭董浜收費(fèi)站機(jī)電工程

蘇嘉杭高速公路是江蘇省、蘇州市重點(diǎn)實(shí)施工程之一，北邊連接蘇通長(zhǎng)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(yáng)澄湖、湘城、太平、元和，工業(yè)園區(qū)婁葑，吳中郭巷、良種場(chǎng)，吳江松陵、同里、八坼、黎里、平望、盛澤等18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，江蘇段全長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)對(duì)供配電系統(tǒng)的遙測(cè)、遙信、遙控。同時(shí)在變電所內(nèi)安裝網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，對(duì)監(jiān)控配電房?jī)?nèi)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，另外設(shè)置煙感、溫感探測(cè)器、紅外探頭等安防設(shè)備，對(duì)無(wú)人配電房運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，真正做到變電所無(wú)人值守，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)沿線分散的供配電系統(tǒng)實(shí)施遠(yuǎn)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(xiàng)目設(shè)1處無(wú)人值守變電所，在蘇嘉杭高速公路常熟東收費(fèi)站變電所值班室對(duì)本項(xiàng)目無(wú)人值守變電所的電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程日常監(jiān)控、管理和維護(hù)。電力監(jiān)控設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)總線及雙絞線構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)，再通過(guò)光纖線路與值班室進(jìn)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(guó)高速公路建設(shè)投資與里程持續(xù)增長(zhǎng)，零碳服務(wù)區(qū)建設(shè)在多地推進(jìn)，但仍存在部分區(qū)域路網(wǎng)覆蓋不足及運(yùn)維難點(diǎn)。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(chǔ)充檢技術(shù)，實(shí)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(yùn)維效率與綠色運(yùn)營(yíng)水平，契合 “雙碳" 目標(biāo)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。