首个“开放式”智慧零碳收费站—滕州东收费站

　　一、案例概况

　　临沂至滕州高速公路滕州东收费站作为山东省开放式服务型功能示范点，将高速驿站功能扩大补充，通过绿能用电、充电服务向驾乘人员传递绿色、低碳的理念，增强环保参与感。

　　项目建设完成场站光伏年均发电量29.15万度，25年总发电量728.83万度，预计每年可为站区实现的环境效益为减排二氧化碳186.85吨，节约标准煤87.45吨，预计25年运营期内可为站区减排二氧化碳4671.80吨、节约标准煤2186.49吨。同等规模收费站年均用电量约25万度，经过测算，可实现所发电量满足收费站运营管理需求，达到收费站自身能源供给平衡，还能生成额外能源向外供给，为新能源车主提供充电服务，建设方案获CCPC颁发的高速公路零碳收费站设计评价证书，成为引领收费站“零碳”建设运营新模式。

　　通过在收费站建设“光储充用”一体化能源系统，借助智慧能源管控手段，围绕开放式高速驿站建设理念，在兼顾经济效益的同时，实现收费站“零碳”管控，方便新能源车主出行，为社会提供了一种可复制、可推广的绿色交通解决方案，有助于推动绿色、低碳、可持续交通体系的建设，促进整体交通行业的技术升级。

　　二、主要做法

　　(一)“光储充用”一体化建设

　　根据收费站不同用电场景，基于分布式光伏布设技术和智慧能源管控手段，充分利用收费天棚、车棚、房顶等空间资源，设置分布式光伏，并配备储能系统;结合滕州东收费站“开放式驿站”的建设思路，在开放区域设置“光储充检”充电站，放大社会服务功能。通过布设物联网设备，以大数据、人工智能等技术对数据进行采集、分析，实时监测掌控收费站用能状况，在用电低谷时间段进行充电、储能，在用电高峰时间段放电，将能源高效分配，降低能源损耗，建成“光储充用”一体化能源系统。

　　(二)智慧能源管控平台

　　搭建了开放式零碳收费站智慧管控系统。系统结合智慧高速与低碳发展的趋势，对收费站的能源消耗、碳排放、运营效率和绿色能源进行精细化管理，可提高能源感知能力、电能质量管理、运营降本增效，实现绿色智能、节能降碳的收费站运营新模式。

　　(三)开放式高速驿站

　　结合投建运一体化的模式优势，秉持开放共享的理念，着眼于放大交通基础设施社会服务潜能，选取地域特色明显、文化底蕴深厚的收费站进行实践，开辟新兴业态休闲驿站新思路，建设对外城市会客厅、充电桩、休闲廊道、卫生间、开水间等用于旅客休憩、公务接驳、文旅宣传和便民服务。打造全方位向司乘人员服务的“开放式”收费站模式。

　　(四)功能集约与数智集成化

　　采用“减亭去岛、建设集约”理念，取消同向ETC车道间收费岛，改为15厘米标线，采用“窄岛化”设计，收费岛宽度缩减至1.2米，通行视野更开阔、行车体验更舒适。“功能合一、数智集成”，应用国内首款双向“三合一”栏杆机，通过功能集成、设备集约和收发卡自助化，实现收费站发卡速度提升33%、缴费速度提升20%，驾乘体验更顺畅。“一路多方、前端管理”，创新性在省内首次一体化建设综合服务大厅，实现“一路多方”“数智云舱”合并建设运营，提供一站式服务，打造了集约化建造样板。

　　三、主要问题及解决方案

　　(一)运营成本显著降低

　　通过系统建设，变配电系统自动运行，可降低用电故障发生概率40%以上，可有效减少运维人员投入，提高运维养护效率30%以上，同时系统可提供电费缴纳建议，可减少每月电费支出。

　　(二)提高新能源利用效率

　　系统可对用能系统跑冒滴漏进行监管，减少能源消耗，结合针对性的节能措施，预计可降低能耗约13%、节省电费约17%。同时针对光伏与储能的协同优化，提高用能侧的新能源占比。

　　(三)打造开放式“高速驿站”

　　收费站配套建设城市会客厅、休闲廊道、充电桩等设施，成为集出行服务、休憩娱乐、文旅宣传、能源补给等于一体的开放式“高速驿站”，实现了收费站由单一交通功能向综合服务功能的转变，推动了地方产业、旅游、文化等融合发展，走出了一条开放共享、服务便民、生态绿色的转型发展新路。

　　(四)提升通行效率

　　传统建设模式下，收费车道设备冗余、人员配置饱和等情况普遍存在。通过设施集约、设备集成和云值管控等手段，来提高通行效率、减少用工强度;通过基础设施合并建设，多方业务联合办公，提高办事效率，为司乘人员提供一站式服务。

　　四、主要创新点及技术先行性

　　1.通过对供配电系统高低压各回路及变压器温控、柴发、UPS等关键设备数据的采集、监测，实现供配电感知能力增强、故障识别定位、故障分析与追溯、关键回路遥控遥调、精准养护、能碳管控等功能。

　　2.实时监测并记录光储充系统工作状况、发电、充放电运行数据、能量流向数据，除可对光储充系统的运行状况监控外，还可实现有效的能量流调度，提高新能源利用水平以及收费站运营的绿色化程度。

　　3.通过运营数据与能源数据对接，提供有效的能源调度策略，实现变配电系统的无人值守，降低能源成本。

　　五、取得成效

　　滕州东收费站通过设置分布式光伏、充电桩、智慧箱变和智慧能源管控平台等，打造成为山东省首个集光、储、充、用于一体的新能源补给站和首个“开放式”智慧零碳收费站，在放大社会服务功能的同时，实现自发自用、余电上网，并获CCPC颁发的高速公路零碳收费站评价证书。

　　图1 收费站全景

　　收费站充分利用收费天棚、车棚、房顶等空间资源，设置分布式光伏(总装机容量300.235kWp)，并配备容量为100kW/215kWh的储能系统，所发电能满足全部运营管理需求。

　　图2 分布式光伏

　　结合滕州东收费站“开放式驿站”的建设思路，在开放区域设置“光储充检”充电站(配置2台双枪240kWp直流充电桩、6台单枪7kW交流充电桩)。通过布设物联网设备，以大数据、人工智能等技术对数据进行采集、分析，实时监测掌控收费站用能状况，在用电低谷时间段进行充电、储能，在用电高峰时间段放电，将能源高效分配，降低能源损耗，真正建成“光储充用”一体化能源系统，打造成为“零碳”收费站建设示范工程。

　　图3 “光储充检”充电站

　　立足“大运营”发展需求，聚焦提升服务品质，放大社会服务功能，在收费站的建设过程中不断融入新要素、增设新功能、呈现新形态，加速推进收费站建设模式和功能需求的自我革新。提出“一路多方”“数智云舱”合并建设运营理念，实现一站式服务，形成集约化建造样板。通过增设综合服务大厅、绿色景观廊道等对外服务区域，放大社会服务功能，实现“引车上路”“绿电自用”的作用。

　　图4 综合服务大厅+数智云舱

　　图5 一路多方

　　图6 城市会客厅

　　取消同向ETC车道间收费岛，通过设备集成，实现收发卡和现金缴纳自助化，代替人工常规操作，提高通行效率，实现服务上新，功能升级，行车视野更通透、驾乘体验更顺畅。

　　图7 收费广场

　　图8 数智集成设备

　　(从左往右：双向“三合一”栏杆机、自适应翻斗式交费机、自动发卡机、新型“四合一”栏杆机)

　　为助力推动交通行业绿色转型，提升收费站能源管理水平，滕州东收费站搭建了开放式零碳收费站智慧管控系统。系统结合智慧高速与低碳发展的趋势，通过物联网、大数据和人工智能等技术，对收费站的能源消耗、碳排放、运营效率和绿色能源进行精细化管理，可提高能源感知能力、电能质量管理、运营降本增效，实现绿色智能、节能降碳的收费站运营新模式。

　　
图9 智慧管控平台

　　六、经验总结

　　临沂至滕州高速公路滕州东收费站利用收费天棚、车棚和房顶等空间资源布设光伏，建设“光储充用”一体化系统，打造成省内首个集光伏发电、储能、充电、智慧管控于一体的新能源补给站，所发电能满足全部运营管理需求，还可为新能源车主提供充电服务，开启收费站“零碳”建设运营新模式;此外，滕州东收费站还增设“光储充检”充电站、绿色景观廊道等对外服务区域，是省内首个“开放式”收费站，放大社会服务功能、推广绿色低碳出行。滕州东收费站获CCPC颁发的高速公路零碳收费站评价证书。