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        構(gòu)建新型公路交通能源的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新技術(shù)框架

        2021-08-06 08:23:54交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院
        中國公路 2021年11期
        關(guān)鍵詞:門架公路交通電動(dòng)汽車

        文/圖 交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院

        該項(xiàng)目圍繞公路交通能源融合發(fā)展戰(zhàn)略與關(guān)鍵技術(shù)開展了系統(tǒng)研究,取得了涵蓋行業(yè)發(fā)展政策,公路與太陽能資源創(chuàng)新應(yīng)用模式,常規(guī)能源供給、傳輸、多元負(fù)載按需用能控制,能源微網(wǎng)智慧管控、低成本能源在線監(jiān)測(cè),直流電源智能調(diào)節(jié),電能質(zhì)量優(yōu)化,ETC門架能源供給,充換電站電池組與車輛匹配優(yōu)化,以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等成套技術(shù)成果;基于“源-荷-儲(chǔ)-存”協(xié)同運(yùn)行與控制,首次構(gòu)建了新型公路交通能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)框架。

        成果:在政策發(fā)布、節(jié)約能源等方面效果顯著

        首先,項(xiàng)目研究成果支撐《交通運(yùn)輸部關(guān)于推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》(交規(guī)劃發(fā)〔2020〕75號(hào))中關(guān)于“新能源新材料行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展”內(nèi)容,支撐《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》關(guān)于“優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),促進(jìn)行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型”“提升新能源清潔能源應(yīng)用水平”“協(xié)同推進(jìn)5G+能源應(yīng)用示范項(xiàng)目”的有關(guān)內(nèi)容,為行業(yè)政策的發(fā)布和制定奠定基礎(chǔ)。

        其次,項(xiàng)目研發(fā)的產(chǎn)品——大功率分布式供電系統(tǒng)及ETC門架系統(tǒng)一體化智能機(jī)柜已經(jīng)轉(zhuǎn)化為工程級(jí)產(chǎn)品。目前已在廣東虎門二橋、吉林鶴大高速公路、遼寧沈山高速公路、新疆小烏高速公路、青海扎倒高速公路、云南麻昭高速公路、京港澳高速公路河北段等全國25個(gè)省市、4000多公里高速公路、上百座隧道的實(shí)際工程中推廣應(yīng)用,并支撐了全國取消省界收費(fèi)站工程中吉林、山東、湖北、甘肅、重慶等多個(gè)省市近千個(gè)ETC門架系統(tǒng)的穩(wěn)定和高質(zhì)量運(yùn)行,有效解決了公路沿線引電難、配電難、供電質(zhì)量差、長距離、隧道群及特長隧道等大功率需求長期困擾行業(yè)的技術(shù)問題,累計(jì)節(jié)約工程造價(jià)近億元,每年節(jié)能量達(dá)萬余噸標(biāo)煤。

        同時(shí),項(xiàng)目研究成果在四川省成都市郫都區(qū)電動(dòng)汽車充電樁規(guī)劃項(xiàng)目和四川自瀘高速公路電氣化改造項(xiàng)目中,進(jìn)行了基于下一目的地導(dǎo)向的高速公路電動(dòng)汽車充電引導(dǎo)技術(shù)成果應(yīng)用。得到高速公路網(wǎng)車流量的統(tǒng)計(jì)分布數(shù)據(jù)后,結(jié)合電動(dòng)汽車?yán)贸潆娨龑?dǎo)系統(tǒng)后的充電決策,綜合考慮路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、出租車需求分布,以及設(shè)備利用均衡率,再結(jié)合Floyd最短路徑算法和排隊(duì)論M/G/k模型,以用戶到最終目的地的距離、時(shí)間成本最小,充電站設(shè)備利用率分布均衡為目標(biāo),建立電動(dòng)汽車充電引導(dǎo)策略。

        預(yù)期:符合公路建設(shè)和轉(zhuǎn)型發(fā)展對(duì)能源融合的需求

        隨著“互聯(lián)網(wǎng)+交通運(yùn)輸”的大力發(fā)展,信息化、智能化建設(shè)將覆蓋全部綜合交通系統(tǒng),除搭建了能源供給網(wǎng)絡(luò)外,后期勢(shì)必在能源管理、能源監(jiān)測(cè)、能源凈化、能源質(zhì)量等方面進(jìn)一步呈現(xiàn)帶動(dòng)作用明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

        項(xiàng)目研究成果著眼未來前瞻性技術(shù)需求,形成了公路交通能源融合發(fā)展政策、技術(shù)、產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)等成套成果,符合我國當(dāng)前公路建設(shè)特征和轉(zhuǎn)型發(fā)展對(duì)能源融合的需求。成果應(yīng)用推廣價(jià)值高,應(yīng)用前景廣闊。

        效益:多方面展現(xiàn)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

        在社會(huì)效益方面,項(xiàng)目形成的公路交通設(shè)施網(wǎng)與太陽能光伏資源融合技術(shù)成果和行業(yè)政策建議,有效推動(dòng)公路交通與太陽能清潔能源融合開發(fā)深度和廣度;集中式LED燈直流電源智能調(diào)節(jié)控制技術(shù),提高了設(shè)備使用壽命,同時(shí)降低了因隧道LED燈驅(qū)動(dòng)電源損壞,需阻斷局部車道交通,且使用高車維修對(duì)交通安全的影響;開發(fā)的ETC自由流門架專用智能供配電機(jī)柜,確保了2019年交通運(yùn)輸部全國高速公路省界主線收費(fèi)站撤站工作圓滿完成。

        在間接經(jīng)濟(jì)效益方面,項(xiàng)目研究開發(fā)的多電力模塊無主均流并聯(lián)及能源微網(wǎng)管控技術(shù),攻克了國際上單相供電單機(jī)容量難以超過100千伏安的世界技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)了1兆伏安級(jí)的突破,建設(shè)成本較傳統(tǒng)供電方案可節(jié)省約15%;基于多元負(fù)載用能按需分配理論模型開發(fā)的多源負(fù)載接入按需供電智能控制系統(tǒng),顯著降低供配電系統(tǒng)空載率和運(yùn)行能耗,節(jié)能量可達(dá)到10%以上;大功率超快速動(dòng)態(tài)自愈電能質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)可大幅抑制電力諧波、電網(wǎng)沖擊與閃變,優(yōu)化能源供給質(zhì)量,避免供配電系統(tǒng)、用電負(fù)載與電網(wǎng)間的相互干擾,負(fù)載故障率降低50%以上,顯著節(jié)約后期設(shè)備維護(hù)維修次數(shù);通過實(shí)時(shí)電價(jià)引導(dǎo)電動(dòng)汽車有序充電,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營商收益的最大化,并通過實(shí)時(shí)調(diào)度降低了用戶電費(fèi),可降低綜合用電費(fèi)用約每年每千瓦時(shí)0.8元,按照我國電動(dòng)汽車保有量500萬輛,每輛電池平均電量70千瓦時(shí),則每年可節(jié)約2.8億元。

        項(xiàng)目曾獲科技獎(jiǎng)勵(lì)情況

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        項(xiàng)目形成政策建議報(bào)告

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        項(xiàng)目形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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