楚天高速交能融合探索与实践

　　一、实施背景

　　在全球气候治理加速推进与我国“双碳”战略深度落地的关键时期，交通行业作为能源消耗与碳排放的重点领域，其绿色低碳转型已成为实现国家“双碳”目标的核心环节之一。根据《“十四五” 现代综合交通运输体系发展规划》明确要求，到2025年，交通运输领域单位周转量碳排放较2020年下降 7%，新能源车辆占比显著提升，绿色交通基础设施网络初步形成，这为高速公路行业的低碳发展划定了清晰的目标导向与时间节点。

　　作为连接区域经济、支撑社会运行的重要交通载体，高速公路在服务民生与经济发展的同时，也面临着能源消耗高、碳排放强度大、传统运营模式转型滞后等现实挑战。当前，我国高速公路运营环节中，收费站、服务区、监控中心等场所仍以传统化石能源供电为主，路面养护施工中的沥青加热、机械作业等环节碳排放总量持续处于高位，不仅加剧了环境压力，也与国家绿色发展理念、民众对生态环境的更高需求存在差距。

　　与此同时，随着数字技术与新能源产业的快速迭代，光伏供电、储能系统、新能源汽车充电网络、智慧交通管理平台等绿色技术已具备规模化应用条件，为高速公路行业突破低碳转型瓶颈提供了可行路径。各省依循国家政策指引，陆续制订并颁布源网荷储一体化项目管理办法，明确了源网荷储一体化项目中源、网、荷、储各要素应满足的关键指标。在此背景下，我公司主动响应国家战略号召，以破解行业低碳发展痛点、引领区域交通绿色升级为己任，积极推动仙桃服务区“源网荷储”一体化项目，既是履行国有企业社会责任、践行 “双碳” 承诺的必然选择，也是推动企业自身从传统运营向绿色智慧型企业转型、提升核心竞争力的关键举措，对构建可持续的交通生态体系、助力地方实现绿色低碳发展具有重要的示范意义与现实价值。

　　二、主要做法

　　仙桃服务区“源网荷储”一体化项目自2025年1月底开始实施建设，2025年4月底建成。项目通过构建“光伏发电+智能储能+柔性负荷+AI调控”的多维协同微电网体系，实现了“能源自洽、智慧调度、低碳环保”的智慧能源生态，为交通与能源融合发展提供了创新实践案例，打造了交通能源自洽、绿色低碳、节能高效的样板。

　　项目以清洁能源为核心，深度融合新型电力系统技术，全面覆盖发电、储电、用电、调电全环节，形成“源随荷动、源荷互动、储调互补、多能协同”的智慧能源体系，实现了区域范围内能源供给、存储、消纳和调度的全智能化，创新性地将分布式能源、储能系统、充电设施和智能管控平台深度融合，打造国内领先的交通综合能源管理示范项目。

　　
仙桃服务区源网荷储项目全貌

　　(一)可再生能源发电系统：分布式光伏全覆盖

　　项目充分利用服务区屋顶、车棚等闲置空间资源，建设总装机容量1003kWp的分布式光伏发电系统，采用高效单晶硅组件搭配智能组串式逆变器，最大化提升太阳能的转化效率。光伏系统采用“自发自用、余电上网”模式，年均发电量可达100万千瓦时，相当于节约标准煤约305吨/年，减少二氧化碳排放约751吨/年。光伏车棚与停车场一体化设计，既实现能源生产与车辆遮阳的双重功能，又成为服务区低碳形象的可视化载体。

　　(二)智能化储能调节系统：浸没式储能+储充联动

　　为破解光伏发电间歇性与充电负荷波动性难题，项目创新配置2套261kWh浸没式液冷储能系统和2台320kW/261kWh储充一体机，构建了多层次的储能调节体系。本项目采用的浸没式储能使用全密封箱体结构和先进的液冷技术，将电芯完全浸没于绝缘冷却液中，具备出色的热管理性能：有散热均匀、安全可靠、使用寿命长等特点，系统循环效率达95%以上，支持-30℃~50℃宽温域运行，显著提升系统安全性与使用寿命。

　　DC-DC储充一体机则实现了储能与充电的深度耦合，通过直流母线直接耦合光伏及储能系统，减少了交直流转换环节的能量损耗，实现“光伏优先充电-储能削峰填谷-电网动态支撑”的三级协同策略。储能系统具备快速响应能力，可在毫秒级别完成充放电切换，有效平抑光伏发电的波动性，提高了电网运行的稳定性。

　　(三)柔性充电基础设施：智能充电集群

　　充电设施方面，项目配置18台充电桩(30枪)的智能充电集群，包含320kW储充一体机与160kW快充设备。充电站创新应用功率柔性分配、动态增容等技术，可根据光伏出力情况和储能状态动态调整充电功率，最大程度利用清洁能源，单桩最大输出功率达160kW，可实现“充电10分钟续航200公里”。充电站搭载智能负荷控制系统，通过实时监测光伏出力与储能SOC状态，动态调整充电功率，优先消纳清洁能源。

　　(四)AI数字化能源管理系统：多能协同动态调控

　　通过先进的可视化技术和数字孪生技术构建定制化AI数字化综合能源管理平台，集成光伏预测、储能优化、充电调度等算法模块，通过5G通信与边缘计算技术实现秒级响应,系统基于AI算法构建多时间尺度的优化调度模型：在日前阶段制定光伏-储能联合出力计划;在实时阶段通过模型预测控制(MPC)动态调整储能充放电策略，并依据充电队列状态实施功率柔性分配。在运行策略上，系统优先消纳光伏发电，其次调用储能系统，最后才使用电网供电，实现了能源利用的最优化。平台具备接入湖北省电力需求响应系统的能力，可实现参与电网调频、需求侧响应的能力，初步形成“单点微网-区域群控”联动管理机制。

　　三、初步成效

　　(一)优化能源结构：可再生能源深度融合

　　1.清洁能源占比突破

　　集成屋顶光伏、车棚光伏，日均发电量超2600度，覆盖服务区约43%用电需求，年减碳量增至751吨;配置2台261kWh浸没式储能和2台320KW/261kWh储充一体机，实现跨区调峰，日均转移峰谷电量约1000度，降低电网调峰压力约17%。

　　2.多能互补调度

　　AI数字化能源管理系统实现系统自动匹配光伏发电与负荷曲线。

　　(二)提升绿色能源利用率：大幅降低用能成本

　　将光伏、储能、充电桩等系统深度融合，构建“源-网-荷-储”一体化结构体系，以能源供需动态平衡为核心，通过利用AI数字化能源管理系统智能协同控制，实现削峰填谷、谷峰套利，大幅提升服务区绿色能源利用率，同时降低服务区的用能成本。

　　(三)提升运营效益和充电服务品质

　　配置320KW/261kWh储充一体机和160KW充电桩，通过动态功率分配技术，根据用能需求实时调整充电功率，单枪最大输出功率可达160kW，支持“充电10分钟续航200公里”，大幅提升充电服务体验及充电桩的转化率，同时提升运营收益。

　　(四)技术创新与应用

　　仙桃服务区通过融合前沿技术，在储充协同、安全储能与智能协同管控领域实现突破性创新，形成了具有行业引领性的技术应用范式。

　　储充一体机：集成储能与充电功能，通过直流母线直接耦合光伏与充电桩，减少交直流转换损耗(效率提升8%)，通过功率动态分配技术，将总功率按车辆SOC状态智能分配。

　　浸没式储能：采用全密封箱体结构和先进的液冷技术，将电芯完全浸没于绝缘冷却液中，电芯→模块→舱体浸没，热失控传播阻断时间>2小时(国标要求30分钟)，电芯工作温度波动控制在±2℃以内，循环效率≥95%，支持宽温域(-30℃~50℃)稳定运行，实现技术突破。

　　AI数字化能源管理系统:将源、网、荷、储有机融合，打破了传统能源系统的线性模式，形成了一个智能协同的能源生态系统，不仅实现了能源的高效利用和低碳运行，还为交通行业的绿色转型提供了示范效应，推动了交通与能源的深度融合。

　　四、下一步工作打算

　　(一)分阶段推广实施，稳步扩大覆盖范围。采用 “试点先行 - 分批推广 - 全面覆盖” 的推进策略，第一阶段选择 2-3 个具有区域代表性的服务区作为推广试点，按优化后方案落地实施，全程跟踪项目进度与运行效果，实时调整完善方案;第二阶段在试点成功基础上，按区域批量推广，如先覆盖汉宜高速沿线所有符合条件的服务区，再推进其他高速公路沿线服务区，期间组建专项推广小组，下沉各服务区提供技术指导与流程支持，确保施工标准统一;第三阶段同步建立跨区域运维协同机制，实现设备故障远程诊断、备件统一调配，提升运维效率。

　　(二)推广效果监测与巩固，保障规模化降碳成效。建立推广效果长效监测机制：一是每月通过智能平台采集各服务区光伏发电量、储能利用率、碳减排量等数据，对比不同区域方案的实施效果，形成《区域推广效果分析报告》;二是每年开展一次全区域方案复盘，结合技术迭代与政策变化，如新型储能技术、碳交易政策等，对现有方案进行升级优化，持续提升项目降碳效益与经济效益，最终实现交通领域规模化降