随着高速公路的建设发展，7*24小时运营的收费站逐渐成为耗能大户。如何在保证车辆行驶安全和交通畅通的前提下，尽可能地减少能源消耗，创建绿色交通，是高速公路建设和运营中亟待解决的课题。当前收费站供电设施面临两大痛点。第一，现有UPS电池成为“睡资产”，且UPS电池寿命一般4～5年，到期会缩短续航时间，需要更换；UPS电池常年处于浮充状态，实际健康情况不明；主机及蓄电池组占用较大机房空间。第二，收费站柴油发电机，设备造价昂贵，使用频率低；站区现场需常备大量柴油，安全隐患大；发电成本高昂，工作时噪音及震动巨大。在此背景下，需要研究基于光伏发电储能及“车+站”协同换电的节能减排方案，解决收费站用电过度重载问题，同时，解决新能源汽车迅猛发展背景下，公路沿线充电设施发展滞后、设置量不够、覆盖面不足等问题，建设内容主要包括绿色电能的跨时空消纳和基于“车、站”协同的电动车充换电。在绿色低碳收费站的建设过程中一般包括三方面的核心技术：一是“源-网-荷-储”一体化技术，精准控制收费站用电负荷和储能资源，解决清洁能源消纳过程中电网波动性等问题；二是“零闪动”供电切换，解决储能单元在并/离网期间，实现三相不平衡及冲击性负荷接入；三是收费站物联网管控平台，对每个节点的能源消耗实时监测，及时管控。当前以“自给自足、灵活调配、降低能耗、绿色发展”为原则探索光伏发电及储能系统在收费站场景下的建设和应用是业内关注重点之一，在政策与技术的双重驱动下，各地也积极推动绿色低碳收费站的建设。近日，上海绿色智慧高速公路收费站——G15沈海高速嘉西收费站及管理用房光伏改造项目完成建设。并网发电后既能有效降低收费站尖峰时段用电负荷，满足高速公路运营的用电需求，又能将多余电能并入电网获取收益，实现绿色、低碳、可持续的能源发展目标。据媒体报道，G15嘉西收费站及管理用房光伏项目建设容量189kWp，选用TOPcon光伏组件，通过光伏改造将闲置的屋顶资源充分盘活，成为绿色能源发电站。光伏组件日均发电量约500度，预计年均发电量约19.88万度，其全生命周期（约25年）累计发电量可高达500万度。据初步统计，G15嘉西收费站及管理用房光伏项目投运后，每年至少可节约标准煤65.6吨，减少二氧化碳排放198吨。2023年9月，据报道，菏东高速东明收费站先后完成智慧化改造、光伏新能源设备建设及并网发电，成为山东省内首个低碳智慧收费站。据了解，东明收费站院区增设自给自足的光伏绿色新能源、储能设备及充电桩，利用智能微电网、“光储直柔”等技术，进一步提升服务质量和光伏系统整体效益。目前，东明收费站光伏发电项目已建成并网发电，光伏绿色新能源建设面积为2442平方米，年发电量33.28万度，年节约标煤近百吨。2022年，据媒体报道，黑龙江朝阳收费站完成光伏电站建设及并网工作和收费站照明设施改造工作，打造成黑龙江省首个低碳智慧能源高速公路收费站。据悉，朝阳收费站光伏电站共铺设503块碲化镉光伏发电板，装机容量49.3千瓦，年均发电量将近6.8万度，可降低收费站车道设施、监控设备、办公及生活等用电成本，并可大大减少二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等排放污染。同时，朝阳收费站率先引入前导式AI灯随车动技术、视频分析技术，试点升级改造收费站车道照明设施、出口高杆灯照明设施，根据实际情况自动调节光照度，打破“不开就关”的传统照明管理模式，让高速公路照明数字化、物联化、智能化，最终实现智慧化节能。试点改造后的新LED灯具可以实现“车流监测”传感功能，在有车辆驶过时可以实时点亮通道内LED投光灯，在车辆驶出站棚时，提前点亮出城侧高杆灯。车辆驶离后，灯具恢复深度节能模式，亮度降低。在夜间出城侧车流量显著降低时，可以最大限度地实现节能降碳。内容来源 | “中国高速公路”微信公众号、中国新闻网、“上海嘉定”微信公众号等
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