一. 背景介绍

据交通运输部统计，2015-2019年，我国高速公路建设投资额持续提升，2019年，全国高速公路建设完成投资11504亿元，按照可比口径，同比增长14.5%。2020年全国高速公路完成13479亿元，增长17.2%。2020年，中国高速公路里程16.44万公里，增加1.14万公里；高速公路车道里程72.31万公里，增加5.36万公里。国家高速公路里程11.30万公里，增加0.44万公里。

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全国开展高速公路零碳服务区建设的城市及涉及的公司挺多的，比如：

雄安北综合能源零碳智能服务区：位于河北雄安，其借助风光发电、氢能制储加用等 8

个

模块达成零碳目标。建设涉及相关负责荣乌高速新线建设运营的单位。

青银高速济南东零碳服务区：位于山东济南，由山东高速集团打造，其构建全场景分布式光伏建设模式，并开发有自主知识产权的零碳智慧管控系统。

杭州绕城高速西复线次坞服务区：位于浙江杭州，其正推进零碳改造，通过分布式发电与储能系统等，预计 2025 年 12 月完成整体改造实现零碳。主要由负责杭州绕城高速西复线运营等相关的单位实施。

广东中开高速火炬东零碳智慧服务区：位于广东中山，采用模块化建设，设零碳智慧管控系统、污废资源化处理系统等，利用屋顶、边坡等地铺设光伏等达成零碳运营要求。与中开高速的投资建设公司有关。

长株高速公路长沙东服务区：位于湖南长沙，由湖南长株高速公路开发有限责任公司开展零碳试点建设，围绕产能低碳、用能减碳等 4 个维度推进。

沿大别山高速将军县零碳服务区：位于河南信阳，商罗公司在建设中将建筑风格与传统古民居融合，基于清洁能源替代、智慧能源管控等达成零碳运营目标。

承平高速雾灵山零碳服务区：位于河北承德，由中交路建牵头的联合体投资建设，采用建筑节能、生态碳汇等 12 项节能降碳技术等以实现零碳目标。

此外，还有非试点的零碳服务区项目在推进中，像陕西交控集团于宝鸡眉县打造的连霍高速眉县零碳服务区，计划 2025 年 10 月底投用等。

目前全国仍有900多个县没有国道覆盖，有18个新增的城镇人口在20万以上的城市和29个地级行政中心未实现与国家高速公路相连接。根据《规划》，普通国道将新建8000公里、升级改造10万公里，国家高速公路将新建2.5万至3.3万公里。未来的高速公路网络重心将从东部沿海地区逐渐向中西部地区转移。

十四五发展规划：加快交通基础设置建设，提高路网服务功能，完善符合市场经济要求的交通运输体系。加强交通安全保障和应急能力建设，建设资源节约、环境友好交通行业。建设绿色交通、建立适应交通发展的科技创新体系，人力资源和行业管理体系。建立针对交通突发事件的快速反应、检测、判断、评价、抢修的成套机制，提高交通的可靠性。《国家公路网规划（2013年-2030年）》对国家高速公路网进行了扩容调整。

二. 高速公路的特点和运维难点

主要特点有：带状分布，供配电所数量多，距离长且位置分散，桥隧比高。

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主要难点有：多源接入能源协调困难、用电安全要求高、负荷繁杂电网质量下降、用电信息化集成度低运维效率低、能耗严重管理复杂······

隧道变电所监控需求:

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收费站变电所需求:

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服务区变电所监控需求:

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三. 高速公路综合能效解决方案

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3.1高速公路电力监控及综合能效管理系统- 可靠供电

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3.2 高速公路电力监控及综合能效管理系统- 用能安全

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3.3 高速公路电力监控及综合能效管理系统- 降低能耗

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3.4 高速公路电力监控及综合能效管理系统- 高效运维

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3.5 高速公路电力监控及综合能效管理系统- 光储充检

在“碳达峰、碳中和"的目标下，分布式光伏发电、储能系统、充电桩、电动汽车等设施一体化聚合完成配电扩容、削峰填谷、就地消纳、有序用电，提升可再生能源消纳水平。

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3.6 高速公路电力监控及综合能效管理系统- 有序运营

高速服务区、隧道、收费站等场景的分布式光伏、分布式储能等新能源的大量接入以及充电桩的接入，需要通过平台对复杂的电网进行协调优化，从而实现高速公路高效自动化管理。

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平台特点

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四. 高速公路综合能效解决方案- 案例分享

4.1 河南交投源网荷储充

在双碳目标、国家及河南省政策背景下，河南交投集团提出要落实全省新业倍增行动和绿色低碳转型战略，依托高速公路资产和土地资源集聚优势搭建新能源发展平台，统筹开展光伏、充换电储能、能源智慧管理及相关配套服务等业务，为指导后续工作的有序开展，特开展京港澳高速公路沿线建设申请立项工作。

此项目为交投集团新能源百千万工程，在5年内建成投运绿色低碳服务区一百对以上、新增光伏装机容量一千兆瓦以上、充电车位一万个以上。项目共分为三期，一期投资7亿元，新增充电车位2000个以上、服务区光伏装机容量150MW以上，储能容量30兆瓦/60兆瓦时，年平均发电量约1.5亿度电。

一期主要围绕京港澳高速沿途共设有中牟、郑州北、渑池、漯河、许昌、灵宝、长葛、商丘、开封等255个服务区和收费站，实现每个站点的智慧管理以及优化控制，完成新能源消纳、防逆流等控制需求，提升各个站点的安全可靠、绿色经济运行。

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系统架构

智慧能源管理平台需要兼容266个站点的协调控制器接入，主要实现远程集中监视和控制、能效分析、能耗及收益、数据统计、策略下发等。协调控制器可以制定并自动执行防逆流、削峰填谷、新能源消纳等控制策略，对内实现源、网、荷、储一体化协同运行。

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项目实施：现场通过ACCU-100微电网协调控制器，采集先阳储能、华为SUN2000系列逆变器、防逆流设备、防孤岛、电能质量在线监测、计量仪表ADL系列；利用协调控制器的策略模块制定柔性防逆流策略、新能源消纳策略实现光伏、光储站点的协调优化控制。

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通过协调控制器采集处理后上传EMS3.0平台，并在平台上进行各站点配置、应用展示。并针对各个站点存在的问题进行记录、反馈。

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第一期已接入的站点与应用情况

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4.2 荔浦至玉林段高速公路配电工程

荔玉高速公路是《广西高速公路网规划》“四纵六横三支线"布局中“纵二"荔浦至铁山港高速公路的组成部分，也是国家高速公路网G59广西境段重要组成部分。项目建成后，将成为桂林、梧州、玉林通往北海、湛江等沿海城市便捷的高速公路通道，对于加快区域一体化步伐、促进经济社会发展具有重要意义。

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本次针对荔浦至玉林高速公路配电工程项目中不同保护对象配置不同微机保护装置，10kV进线柜配置AM5-F线路保护装置；10kV变压器出线柜配置AM5-T变压器保护装置。本工程10kV配电工程共有16个隧道变电所，为实时监视整个配电室的运行以及数据采集，该项目配置一套Acrel-2000Z电力监控系统，主要实现对荔浦至玉林高速公路各个变电所的用电监控与管理。

监控范围为变电所的微机保护装置、电能表、变压器温控仪、EPS、UPS、无功补偿、发电机控制屏、油箱液位仪、水泵运行状态和水位、风机软启动器和照明控制器。本系统由用户管理层、网络通信层、现场设备层三部分组成，现场设置的电能表采用屏蔽双绞线连接至各分区数据采集器，各分区数据采集器将数据分类处理后，通过网线连接至局域网交换机上传至电力监控系统主机，实现电力设备集中监控功能。

4.3 贺州至巴马高速公路都安至巴马段机电工程

广西贺州至巴马高速公路（都安至巴马段），起点位于河池市都安县澄江乡东谢村G210国道附近，终点位于河池市巴马县县城以西巴马镇拉塘村附近，与在建的河池至百色高速公路相接，主线全长119.400km 。

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用户需求：根据贺州至巴马高速公路的特点，为满足运营管理的需求，本次供配电设备包括高速公路变电所/箱式变电站的10/0.4kV电力监控系统设计、电气接线无线测温系统设计、电气火灾监控系统设计。

解决方案：本次针对都巴高速公路电力监控项目中不同保护对象配置不同微机保护装置，10kV进线柜配置AM4线路保护装置；0.4kV配置AMC 72E4多功能仪表和Acrel-2000Z电力监控系统一套，实现对高速公路各个变电所的用电监控与管理。监控范围为变电所的微机保护装置、电能表、变压器温控仪、EPS、UPS、无功补偿、发电机控制屏、油箱液位仪、风机软启动器和照明控制器。

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4.4 苏嘉杭董浜收费站机电工程

苏嘉杭高速公路是江苏省、苏州市重点实施工程之一，北边连接苏通长江公路大桥、沿江高速公路和常熟港南联浙江省乍嘉苏高速公路，途经常熟董浜、古里、白茆、唐市沙家浜，相城区阳澄湖、湘城、太平、元和，工业园区娄葑，吴中郭巷、良种场，吴江松陵、同里、八坼、黎里、平望、盛泽等18个乡镇，江苏段全长100公里

用户需求：

为供配电系统提供配套的电力监控系统，实现对供配电系统的遥测、遥信、遥控。同时在变电所内安装网络高清摄像机，对监控配电房内设备运行情况进行监控，另外设置烟感、温感探测器、红外探头等安防设备，对无人配电房运行环境进行监控，真正做到变电所无人值守，从而实现对沿线分散的供配电系统实施远距离集中控制管理，提供供配电系统的可靠性、管理水平。

解决方案：

本项目设1处无人值守变电所，在苏嘉杭高速公路常熟东收费站变电所值班室对本项目无人值守变电所的电力监控系统进行远程日常监控、管理和维护。电力监控设备通过数据总线及双绞线构成一个现场子系统，再通过光纤线路与值班室进行数据传输。

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4.5 其他典型案例

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五. 总结

我国高速公路建设投资与里程持续增长，零碳服务区建设在多地推进，但仍存在部分区域路网覆盖不足及运维难点。在此背景下，高速公路综合能效解决方案从可靠供电、用能安全、降低能耗等多维度发力，融入光储充检技术，实现新能源高效利用与电网协调优化。河南交投、荔玉高速等案例表明，该方案能有效提升高速运维效率与绿色运营水平，契合 “双碳" 目标与交通行业发展规划，为高速公路高质量发展提供有力支撑。