Projektübersicht
I. Entwicklungshintergrund und Industrieschmerzpunkte
(1) Makro-Hintergrund der Industrieentwicklung
Die politischen Leitlinien geben eine klare Richtung, die Marktnachfrage treibt das Wachstum an und die Kohlenstofffrollen Ziele forcieren die Transformation. Die Industrie steht vor neuen Möglichkeiten für die Transport-Energie-Integration.
- Politikorientierung
Gemeinsame Anstrengungen auf nationaler und lokaler Ebene: Auf nationaler Ebene müssen Autobahnladestationen mit Photovoltaik- und Energiespeichersystemen ausgestattet sein, um die Integration von Verkehr und Energie zu fördern. Provinzen wie Zhejiang und Jiangsu haben Subventions- und Strompreisoptimierungsmaßnahmen eingeführt, die die Hindernisse bei der Projektumsetzung erheblich senken und die Entwicklung der standardisierten Industrie beschleunigen. - Anstieg der Marktnachfrage
Die Nachfrage nach Fernreisen in Neuenergiefahrzeugen steigt weiter, was zu einem großen Unterschied in der Ladelast von Spitze zu Tal führt. Die bestehende regionale Stromnetzkapazität ist gesättigt, und der Transformatorenausfang beinhaltet lange Zyklen und hohe Baukosten, was es schwierig macht, die schnell wachsende Nachfrage nach Ladeanlagen entlang Autobahnen zu decken. - Forced Transformation durch Zero-Carbon Assessment
Der Anteil der Kohlenstoffemissionen des Verkehrssektors bleibt hoch, und kohlenstofffreie Dienstleistungsbereiche sind zu einem obligatorischen Bewertungsindikator für die Verkehrsindustrie geworden. Traditionelle Wärmeversorgungsmodelle haben hohe Kohlenstoffemissionen, was saubere Energiealternativen zu einer unvermeidlichen Wahl für die nachhaltige Entwicklung der Autobahnindustrie macht.
(2) Fünf Kernindustrie Schmerzpunkte
- Hohe Stromkosten und Schwierigkeiten bei der Netzausdehnung
Die Industrie setzt einen zweiteiligen Stromtarif ein. Während der Spitzenzeiten führen die Nachfragegebühren und die Grundstromgebühren zusammen zu anhaltend hohen Stromkosten. Die bestehende Transformatorkapazität nähert sich der Sättigung, während die Ausdehnung des Netzes aufwendige Genehmigungsverfahren und hohe Renovierungskosten mit sich bringt, was eine hohe Kostenlast für die Autobahnbetriebseinheiten verursacht. - Unzureichender lokaler Neuenergieverbrauch und hohe Risiken für die Einhaltung von Netzanschlüssen
Es gibt reichlich Potenzial für PV-Installationen entlang Autobahnen, aber die Kapazität des Netzes, diese Energie zu absorbieren, ist begrenzt. Während der mittags hohen PV-Erzeugung wird wahrscheinlich eine "PV-Kürzung" auftreten. Überschüssiger Strom, der in das öffentliche Netz zurückgeführt wird, kann leicht Strafen des Netzbetreibers auslösen, was die effektive Verwirklichung der Renditen auf PV-Projektinvestitionen verhindert. - Inkonsistente Stromversorgungszuverlässigkeit entlang der Route
Das Stromnetz in abgelegenen Autobahnabschnitten ist schwach, was zu häufigen Stromausfallen führt. Traditionelle Diesel-Backup-Generatoren haben hohe Betriebskosten und schwere Abgasverschmutzung. Ein Stromausfall für kritische Lasten wie Tunnel und Mautstationen kann den Betrieb über die gesamte Linie direkt lähmen. - Schwache kollaborative Intelligenz zwischen mehreren Geräten und prominenten Datensilos
Photovoltaik, Energiespeicher, Ladepails, Stromverteilung und andere Geräte arbeiten unabhängig ohne eine einheitliche Energiemanagementplattform und verhindern die Dateninteroperabilität. Der Routinebetrieb und die Wartung verlassen sich auf manuelle Vor-Ort-Inspektionen, ohne Online-Fehlerwarnmechanismen. Dies führt zu einer verzögerten Fehlerreaktion und in der Regel zu einer geringen O&M-Effizienz. - Mangel an Kohlenstoffmanagementsystem, unquantifizierbare Energieeinsparungen und Emissionsreduktionsergebnisse
Systematische Werkzeuge zur Kohlenstoffemissionsstatistik, zur Buchhaltung und zur Optimierungskontrolle fehlen. Die saubere Energieerzeugung und die tatsächliche CO2-Reduktion können nicht genau gemessen werden, was es schwierig macht, die Anforderungen zur Bewertung von CO2-freien Dienstleistungsbereichen im Rahmen der doppelten CO2-Ziele zu erfüllen.
II. Gesamtlösungsdesign
(1) Kernphilosophie des Designs
Nach vier Konstruktionsprinzipien: "Szenarioanpassung, Sicherheit und Zuverlässigkeit, intelligente Zusammenarbeit und CO2-Emissionsreduktion". Das Ziel ist es, ein stabiles und nachhaltiges Ökosystem für grüne Energie aufzubauen.
(2) Dreischichtige Gesamtsystemarchitektur
- Geräteschicht – Terminal-Ausführungseinheiten
Als physikalische Hardwaregrundlage des gesamten Energiesystems integriert diese Schicht PV-Module, integrierte Energiespeichersysteme, eine komplette Palette an intelligenten Ladepailen, hochpräzise Messgeräte und Relaisschutzgeräte. Es vervollständigt die Hardware-Implementierung für saubere Energieerzeugung, elektrische Energiespeicherung und Lastverbrauch. - Koordinations- und Kontrollschicht – Lokales intelligentes Gehirn
Mit dem ACCU Coordination Controller + Microgrid Energy Management System implementiert diese Schicht lokalisierte Echtzeit-Energiekontrollstrategien. Es koordiniert den Betrieb mehrerer Geräte wie PV, Speicher, Ladepailen und Backup-Strom, um einen stabilen und sicheren Versand des Energiesystems an einer einzigen Station zu gewährleisten. - Cloud Platform Layer – Globales Kontrollzentrum
Diese Schicht basiert auf der EMS3.0 Smart Energy Cloud Platform und ermöglicht die zentrale Fernüberwachung aller Stationen entlang der Strecke, die Frühwarnung bei Anlagenausfällen, die Analyse von Energieverbrauch- und Effizienzdaten sowie die automatisierte CO2-Emissionsberechnung. Durch Remote O&M und Big Data Intelligent Analyse optimiert sie kontinuierlich die Gesamtbetriebseffizienz des gesamten Energiesystems des Straßennetzes
III. Spezialisierte Lösungen nach Szenario
(1) Kernszenario: Autobahndienstbereiche
Als die wichtigsten Stromverbrauchereinheiten auf Autobahnen verfügen die Servicebereiche über geeignete Bedingungen für die Installation großer PV-Carports. Sie stehen jedoch vor erheblichen Schwankungen bei der Ladepaillast und begrenzter vorhandener Transformatorkapazität. Die Kernziele des Projekts sind die Senkung der Stromkosten, die Erweiterung der Ladebahnen und die Maximierung des lokalen Verbrauchs von PV-Energie.
(2) Szenario 2: Mautstationen und Tunnel
Diese Szenarien haben stabile Stromlasten und hohe Anforderungen an die Versorgungskontinuität. Die Lösung umfasst die Konfiguration kleiner integrierter PV-Speichereinheiten mit unterstützenden Relaisschutzeinrichtungen. Dies ermöglicht den Selbstverbrauch von PV-Strom, Spitzenrasierung und Talfüllung durch Speicherung, Notstromversorgung bei Ausfällen und die Minderung von Energiequalitätsproblemen wie Harmoniken und Spannungsabweichungen.
(3) Szenario 3: Fernwartungslager
Um die Schmerzpunkte schwacher Stromnetze in entlegenen Abschnitten und den langfristigen Vertrauen auf Dieselgeneratoren für die Stromversorgung zu bewältigen, setzt diese Lösung einen integrierten PV-Storage-Diesel-Ansatz ein. PV und Speicher dienen als primäre Stromquellen, mit Dieselgeneratoren als Backup. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch um mehr als 30 % reduziert werden und eine routinemäßige grüne und kohlenstoffarme Stromversorgung erreicht werden.
(4) Szenario 4: Verteilungsstationen entlang der Autobahn
Um die großen Spitzenlastungsunterschiede und die Schwierigkeiten bei der Genehmigung der Netzausdehnung an Verteilungsstationen zu bewältigen, setzt die Lösung verteilte Energiespeichersysteme ein. Durch den Einsatz von Peak-Valley-Preisarbitrage und flexiblen Technologien zur Kapazitätserweiterung und durch leichte Nachrüstung erzielt es Kostensenkungen, Effizienzverbesserungen und einen optimierten Lastbetrieb für diese Stationen entlang der Strecke.
IV. Kerntechnologien und Produktportfolio
(1) Sechs Kernstrategien für intelligente Steuerung
- Strategie zur Maximierung des lokalen PV-Verbrauchs
Passt die Leistung der PV-Erzeugung in Echtzeit an die Last vor Ort und priorisiert den Verbrauch sauberer Energie lokal. Dies erhöht den PV-Eigenverbrauch des Systems auf über 85%, was die Abhängigkeit des Standorts vom öffentlichen Netz erheblich verringert. - Peak-Valley Arbitrage und Strategie zur Nachfrageoptimierung
Implementiert eine verfeinerte Lade-/Entladungsstrategie ("Lade während Talperioden, Entladung während Spitzenperioden"), um Spitzennachfragegebühren zu reduzieren. Verwendet Speicher, um sofortige Lastschwankungen zu glatten, vermeidet Investitionen in große Transformatorkapazitätserweiterungen und senkt kontinuierlich die Gesamtbetriebskosten. - Kooperative und geordnete Ladestrategie für PV-Speicher-Laden
Zuweist dynamisch und intelligent die Ausgangsleistung des Ladepails basierend auf Echtzeit-Verkehrsfluss- und PV-Erzeugungsprognosen. Während diese Strategie eine normale Fahrzeugaufladung gewährleistet, glättet sie Spitzenlasten auf dem Netz und lindert den Druck auf die regionale Stromversorgung. - Nahtlose On-Grid / Off-Grid-Schaltstrategie auf Millisekundenebene
Das System verfügt über eine Reaktionsfähigkeit auf Millisekundenebene. Im Falle eines Netzfehlers oder eines plötzlichen Stromausfalls wechselt es sofort vom Netzbetrieb auf den Inselbetrieb und gewährleistet eine ununterbrochene Stromversorgung für kritische Belastungen wie Mautstationen, Tunnel und Datenräume. - Multi-Energie-Verknüpfungsstrategie für PV-Speicher-Diesel
Koordiniert die Betriebsbedingungen von PV-, Speicher- und Dieselgeneratoren. Es stabilisiert den Betrieb von Diesel-Einheiten, reduziert Start-/Stopp-Verschleiß und Kraftstoffverbrauch, senkt Abgasemissionen und erzielt kohlenstoffarmes Betrieb und Verwaltung. - Umfassende Sicherheitsschutzstrategie
Integriert mehrere aktive Schutzmechanismen, darunter Überspannung, Überstrom, Anti-Insulation, Batteriesicherheitsmanagement und Reverse Power Flow Prevention. Es entspricht vollständig den Netzanschlusscodes und gewährleistet den sicheren und stabilen Betrieb von Lager-, Verteil- und Ladegeräten. (2) Selbstentwickeltes Hardware-Produktportfolio der Vollserie
Die Lösung verfügt über eine komplette Palette von selbst entwickelten Software- und Hardwareprodukten mit tiefer Kompatibilität zwischen Geräten. Von Speichereinheiten und Steuerhubs bis hin zu Endgeräten für Stromverbrauch baut es ein stabiles Systemökosystem auf, das einen zuverlässigen Betrieb während des gesamten Lebenszyklus des Projekts gewährleistet. - Integriertes Energiespeichersystem
Abdeckt kleine, mittlere und große Speicherszenarien. Verwendet eine effiziente Flüssigkeitskühllösung für einen stabilen und zuverlässigen Betrieb, die sich an die Lager-, Versand- und Kontrollbedürfnisse unterschiedlicher Größen anpassen kann.
- Intelligenter Steuerhub (ACCU-Koordinationsregler)
Als Kern des Microgrid-Dispatches arbeitet es mit dem EMS zusammen, um die Zusammenarbeit mehrerer Gerätetypen und die intelligente Optimierung von Energiestrategien zu erreichen, um die Effizienz der sauberen Energienutzung zu verbessern.
- Ladekommunikationsterminals
Abdeckt eine komplette Palette von DC- und AC-Ladepailen, um den Ladebedarf verschiedener Neuenergiefahrzeuge gerecht zu werden. Verwendet Kommunikationsmanagementeinheiten, um die Dateninteroperabilität zwischen Ladepailen, Speicher und PV-Geräten zu ermöglichen und den sicheren Betrieb des Ladenetzwerks zu gewährleisten.
- Mess-, Schutz- und Stromqualitätssicherungssystem
Ausgestattet mit hochpräzisen Multifunktionsmessern und verschiedenen Relaisschutzgeräten überwacht es Netzparameter online in Echtzeit. Es behandelt proaktiv Energiequalitätsprobleme wie Harmoniken und Spannungsschwankungen und schafft eine starke Verteidigungslinie für den sicheren und stabilen Betrieb des gesamten Energiesystems.
V. Umfassende Vorteile und Umsetzungsperspektiven
(1) Umfassende Vorteile aus drei Dimensionen
- Wirtschaftliche Vorteile
Reduzierte Stromkosten: Die Gesamtstromkosten können nach der Projektumsetzung um 30-50% sinken, wodurch die hohen Kosten für die Transformatorexpansion beseitigt und die grundlegenden Betriebskosten deutlich reduziert werden.
Erweiterte Umsatzströme: Neue Ladebacken erhöhen direkt die Station-Betriebserträge. Die Beteiligung an marktbasierten Transaktionen wie Spot-Strommärkten und Nachfragereaktion kann verschiedene Umsatzmodelle freischalten.
Kostenreduzierung für abgelegene Abschnitte: Saubere Energie ersetzt die herkömmliche Dieselgeneration, reduziert den Kraftstoffverbrauch um über 30% und senkt effektiv die Betriebs- und Wartungskosten in abgelegenen Gebieten.
- Sicherheitsvorteile
Gewährleistete Betriebskontinuität: Die Nutzung der Notstromversorgungskapazität des Speichers bietet zuverlässige Backup-Stromversorgung für kritische Lasten entlang der Route und vermeidet das Risiko einer Betriebsunterbrechung der gesamten Linie, die durch Netzausfälle verursacht wird.
Erweiterte Lebensdauer der Ausrüstung: Aktive Behebung von Problemen mit der Stromqualität, Unterdrückung von Harmoniken und Spannungsschwankungen reduziert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern und Schäden an Verteilungs- und Ladegeräten und verlängert ihre Lebensdauer.
Compliance und Risikominderung: Die gesamte Lösung entspricht vollständig den technischen Zugangsspezifikationen des nationalen Netzes und beseitigt Risiken von Strafen und obligatorischen Korrekturen für illegale Umkehrstromübertragung sowohl auf Hardware- als auch auf strategischer Ebene.
- Umwelt- und Sozialvorteile
Unterstützung doppelter Kohlenstoffziele durch kohlenstoffarme Emissionsminderung: Das Projekt kann jährlich Hunderte Tonnen Standardkohle einsparen und die Treibhausgasemissionen wie CO erheblich reduzieren ₂ und Sulfide, die der Transportindustrie bei der Erreichung ihrer zweifachen Kohlenstoffbewertungsziele helfen.
Verbessertes öffentliches Highway-Reiseerlebnis: PV-Ladekarports bieten Sonnenschirm und Regenschutz. In Kombination mit geordneten Ladestrategien lindern sie die Ladeschlangen im Urlaub und lösen die Reichweite-Angst für Elektrofahrzeugbesitzer.
Schaffung eines Industriedemonstrationsmodells: Bildung eines replizierbaren und skalierbaren Modells für die Integration von Autobahnverkehr und Energie, der einen Maßstab für die grüne und kohlenstoffarme Transformation von Autobahnen setzt.
(2) Klassische Umsetzungs- und Demonstrationsfälle
- Henan Highway Source-Grid-Load-Storage Integrationsprojekt
Acrels Mikronetz-Energiemanagementsystem wurde auf der gesamten Strecke eingesetzt und ermöglichte eine zentralisierte Fernsteuerung für mehrere Stationen auf Netzwerkebene. Der lokale PV-Verbrauch stieg auf über 85%, was die Gesamtenergieeffizienz des Straßennetzes erheblich optimierte. - Hubei Jingzhou East "PV-Storage-Charging-Swapping" Demonstrationsstation
Das erste nationale Demonstrationsprojekt für ein integriertes Smart Microgrid mit PV, Speicher, Laden und Austausch. Die Strombetriebskosten der Anlage sanken erheblich, und das Projekt reduziert die jährlichen Kohlenstoffemissionen um über 1.000 Tonnen, was einen Win-Win für wirtschaftliche und ökologische Vorteile erzielt. - Qinghai Jiaxi Highway Zero-Carbon Service Area
Ein integriertes Demonstrationsprojekt auf Megawatt-Ebene "PV-Storage-Charging-Smart". Es ist an hohe Höhe, Kälte und Fernbetriebsbedingungen angepasst und kann langfristig in extremen natürlichen Umgebungen stabil arbeiten und setzt einen Maßstab für kohlenstofffreie Servicegebiete in kalten Regionen Chinas.