双碳背景下高速公路交能融合，毫秒级切换保供电，光储充协同降本增效

一、发展背景与行业核心痛点

在政策赋能、市场驱动、双碳考核的多重背景下，高速公路行业加速迈向交能融合发展新阶段，清洁能源替代、智慧能源管控成为行业转型升级的核心方向。

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1.1. 政策层层引导，明确发展路径

明确要求高速充电场站配套光伏、储能设施，大力推进交通与能源深度融合；浙江、江苏等多地出台专项补贴、电价优化政策，降低项目落地成本与审批门槛，推动行业向规范化、规模化、绿色化方向发展。

1.2. 市场需求激增，电网适配不足

新能源汽车保有量持续攀升，高速长途出行充电需求爆发式增长，充电负荷峰谷差值持续拉大。当前高速沿线区域电网容量趋于饱和，变压器扩容周期长、造价高，无法匹配高速充电设施快速建设的发展需求。

1.3. 双碳考核倒逼，转型势在必行

交通领域碳排放占比居高不下，零碳服务区建设已纳入交通行业硬性考核指标。传统火电供电模式碳排放偏高，依托光伏、储能等清洁能源替代传统供电方式，是高速公路行业实现绿色可持续发展的必然选择。

二. 行业五大核心痛点

2.1. 用电成本高昂，电网扩容难度大

高速公路执行两部制电价，高峰需量电费与基础电费叠加，整体用电成本居高不下。同时，沿线存量变压器容量接近饱和，电网扩容审批流程繁琐、改造投入大，给高速运营单位造成沉重的经济负担。

2.2. 新能源消纳不足，并网合规风险高

高速沿线具备充足的光伏铺设资源，但公共电网并网承载能力有限，午间光伏发电高峰期普遍存在“弃光”问题。多余光伏电力反送电网易触发考核罚款，导致光伏项目投资收益无法充分释放。

2.3. 供电稳定性薄弱，运营保障不足

偏远高速路段电网网架结构薄弱，停电故障频发。传统柴油备用发电机运维成本高、尾气污染严重，且隧道、收费站等核心负荷一旦断电，将直接引发全线运营瘫痪，存在极大运营安全隐患。

2.4. 设备协同性差，数据孤岛严重

光伏、储能、充电桩、配电等各类设备独立运行，缺乏统一的能源管理管控平台，设备数据无法互联互通。行业运维模式以人工现场巡检为主，无线上智能预警机制，故障响应滞后，整体运维效率低下。

2.5. 碳管理体系缺失，减碳成果难量化

暂无系统化的碳排放统计、核算与优化管控体系，清洁能源发电量、项目实际减碳量无法精准计量，难以满足双碳目标下零碳服务区的考核验收要求。

二、解决方案总体设计

2.1 核心设计理念

方案坚守场景定制、安全可靠、智能协同、零碳降排四大核心原则，以全链路能源精细化管控为核心，打通清洁能源生产、存储、消纳、管控全流程，构建稳定高效、低碳节能、可持续运营的高速公路绿色能源生态体系。

2.2 三层整体系统架构

1. 设备层——终端执行单元

作为系统硬件基础，集成光伏组件、储能一体机、全系列智能充电桩、高精度计量仪表、继电保护装置等核心设备，搭建清洁能源生产、电能存储、负荷消耗的硬件载体，支撑全场景能源供给与管控。

2. 协调控制层——本地智慧大脑

依托ACCU协调控制器与微电网能量管理系统，落地本地化实时能源调度策略，统筹光伏、储能、充电桩、备用电源等多设备协同运行，实现站点能源供需动态平衡，保障系统安全、稳定、高效运行。

3. 云平台层——全域管控中心

基于EMS3.0智慧能源云平台，实现高速全线所有站点远程集中监控、设备故障提前预警、能耗能效智能分析、碳排放自动核算。通过远程运维与大数据分析，持续优化全路网能源系统运行效率，实现全域数字化、智能化管控。

三、分场景专项解决方案

3.1 高速服务区核心场景

服务区是高速公路核心用电单元，可搭建大面积光伏车棚，但存在充电桩负荷波动大、变压器容量紧张等问题。本方案针对性实现光伏就地消纳、储能削峰填谷，有效压降用电成本，扩容充电车位，解决场站充电负荷与电网容量不匹配问题。

3.2 收费站、隧道场景

该类场景用电负荷平稳、对供电连续性与安全性要求高。通过配置小型光储一体机及配套继电保护设备，实现光伏自发自用、储能应急保电，同时精准治理谐波、电压偏差等电能质量问题，保障核心负荷不间断运行。

3.3 偏远养护营地场景

针对偏远路段电网网架薄弱、长期依赖柴油发电机保供、运维成本高、污染大的痛点，采用光储柴一体化供电方案，以光伏+储能为主要供电来源，柴油发电机为备用保障，可降低30%以上燃油消耗，实现低碳、稳定、常态化供电。

3.4 高速沿线零散台区场景

针对沿线台区用电峰谷差大、电网扩容审批繁琐、改造成本高的问题，部署分布式储能系统，依托峰谷电价套利、电网柔性扩容技术，通过轻量化改造方式，实现台区降本增效与负荷优化调控。

四、核心技术与产品体系

（一）六大核心智能控制策略

1. 光伏高就地消纳策略

实时联动光伏发电出力与现场用电负荷，优先就地消纳清洁电力，将光伏自发自用率大幅度提升，大幅降低高速站点对公共大电网的依赖。

2. 峰谷套利与需量优化策略

采用“谷电储能、峰电放电”精细化调度模式，削减高峰需量电费，平抑瞬时负荷波动，无需大规模变压器扩容改造，持续降低整体运营成本。

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3. 光储充协同有序充电策略

结合实时车流、光伏发电预测数据，动态分配充电桩输出功率，在保障新能源车辆正常补能的基础上，平抑电网尖峰负荷，缓解区域电网供电压力。

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4. 毫秒级并离网无缝切换策略

系统具备毫秒级响应能力，电网故障、突发断电时可快速完成并网转孤岛运行，方位保障收费站、隧道、数据机房等核心负荷不间断供电。

5. 光储柴多能源联动策略

统筹光伏、储能、柴油发电机运行工况，优化机组启停逻辑，减少设备损耗与燃油消耗，降低尾气污染物排放，实现低碳高效运维。

6. 全维度安全防护策略

集成过压、过流、防孤岛、电池安全管理、防逆流等多重主动保护机制，全契合国家电网并网规范，保障全品类设备安全稳定运行，规避并网合规风险。

（二）自研全系列硬件产品矩阵

方案配套全系自研软硬件产品，设备深度适配、系统兼容性强，构建全生命周期稳定可靠的能源系统生态。

①. 储能一体机

覆盖大、中、小全容量应用场景，采用高效液冷散热技术，运行稳定、适配性强，可满足不同规模高速站点的电能存储、调度管控需求。

②. 智能控制中枢（ACCU协调控制器）

作为微电网核心调度单元，联动EMS能量管理系统，实现多设备协同联动、能源策略智能优化，全面提升清洁能源利用效率。

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③. 充电通讯终端

涵盖交、直流全品类充电桩，适配各类新能源车辆补能需求；依托通讯管理机实现充电桩、储能、光伏设备数据互联互通，保障充电网络安全有序运行。

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④. 计量保护与电能质量保障体系

配置高精度计量仪表、多功能继电保护装置，实时监测电网运行参数，主动治理谐波、电压波动等电能质量隐患，为能源系统安全运行筑牢屏障。

五、综合效益与落地展望

5.1. 经济效益

成本压降成效显著，项目落地后综合用电成本下降30%左右，新增充电车位提升场站营收，可参与电力市场化交易，拓宽增收渠道；清洁能源替代柴油发电，大幅降低偏远路段运维成本。

5.2. 安全效益

依托孤岛应急供电能力，规避电网停电导致的全线运营中断风险，保障核心负荷持续运行；有效治理电能质量问题，延长电气设备使用寿命。

5.3. 环保与社会效益

削减温室气体与污染物排放，助力交通双碳考核落地；缓解充电拥堵问题；打造可复制、可推广的高速交能融合样板，带领行业绿色转型升级。

六、经典落地示范案例

6.1. 河南高速源网荷储一体化项目

全线部署智慧微电网能量管理系统，实现多站点集中远程管控，光伏就地消纳率大幅度提升，显著优化路网整体能源利用效率。

安科瑞EMS3.0智慧能源管理平台需要兼容多个站点(一期共计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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平台界面

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现场照片

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其他案例

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七. 总结

面对政策驱动与双碳考核，高速公路交能融合迫在眉睫。针对电网扩容难、用电成本高、新能源消纳不足等痛点，本方案以“源网荷储”一体化架构为核心，融合六大智能控制策略与自研硬件矩阵，实现光伏高效消纳与储能柔性调控。通过三层智慧管控平台，不仅大幅压降用电成本、保障供电安全，更打通了碳管理闭环，为高速行业从高耗能向零碳转型提供了可复制的系统化路径。