摘 要：随着高速公路数量和高速公路沿线的机电设备的增加，传统的人工管理高速公路沿线机电设备的方式已远远不能满足高速公路交通安全畅通的要求。高速公路向着智能化和电力化发展的今天，电力控制智能化技术逐渐得到了广泛应用和快速发展，不仅促进了高速公路运输能力的增强，实现高速公路使用寿命的延长。同时新能源的发展，分布式光伏在高速公路的铺设，增加了高速供电的多样性，也加剧了高速供电可靠的压力。因此本文设计提供一套包括光伏监测、电力监控、电能计量、电能质量治理、能耗分析、电气安全、运维巡检管理等技术服务的一体化能源管理系统，以保障高速公路沿线的安全性、合理性用电和可靠性。

关键词：高速公路；智能化；分布式光伏；供电可靠

1 概述

济南至潍坊高速公路项目，项目全长162公里，设计速度120公里/小时，双向六车道，路基宽34.5米。设隧道10座，特大桥11座，大桥30座，互通立交20 处、服务区3处、养护工区4处、监控通信分中心3处、匝道收费站15 处、互通立交连接线4处。潍坊至青岛连接线项目，项目全长47公里，设计速度120公里/小时，双向六车道，设特大桥2座、大桥14座、互通立交7处、服务区1处、养护工区1处、监控通信分中心61处、匝道收费站4处。上述两个项目合称济青中线项目。

本项目中包含智慧供电的主要光伏棚洞上设置光伏发电系统，光伏发电交流并网为隧道照明系统提供电力能源，节省隧道后期运营费用。马家峪隧道进一步提高光伏发电利用效率，设置为光伏直流电源直供隧道照明灯具，更大限度的利用光伏绿色能源。

另一方面，部分隧道变电所万昌溜隧道出口、双子山隧道出口、马鞍山隧道出口采用模块化预装式变电站，包含变电站综合能源管控系统，为隧道的智慧供配电保驾护航；同时预制模块化缩短施工工期，保证施工质量，节约洞口占地面积，适用于洞口空间狭小的隧道。

2 项目方案

2.1项目需求

监控系统功能要求

数据采集功能：采集监测线路的电压、电流、有功功率、无功功率、频率；采集变压器温度等；采集监测断路器状态和开关状态信号。 

屏幕显示功能：画面美观、清晰、色彩鲜明柔和，窗口界面风格统一；显示画面可以多窗口显示；显示一次结线图实时工况，遥测参数表（带限值），曲线（负荷曲线、电压曲线等），具有历史数据的图表显示功能。 

报表打印功能：系统具有简单、方便、灵活的报表生成子程序，可以打印多种类型的日、月、年报表，日报表可以保存一月，月报表可以保存一年，年报表可以保存十年。 

事件记录和追忆功能：系统对开关跳、合闸可以记录打印，相应显示画面变色、闪光、报警，屏幕显示事件信息；系统对模拟量产生越限值时，可以打印记录并报警；系统具有事件追忆功能；系统自动记录所发生的各类事件，便于操作人员了解供配电系统历史情况；系统应具备潮流分析表。 

人机会话功能：操作界面非常友好，菜单操作，重要操作有口令要求；操作界面全汉化；语音报警。

2.2产品需求

1）       ANet通讯管理机

监控系统的通信层由光纤通讯网络、各变电所/箱变的智能通讯管理机和光纤冗余工业以太网交换机组成。变电所通过本路段高速公路主干通信网络，把电力监控数据传输到对应的路段监控分中心监控分中心电力监控主机。

通信管理机技术要求：

在各变电所/箱变设置一台智能通讯管理机，负责实现变电所/箱变内各监控设备的通讯管理、信号传输等功能。其主要功能如下。

采用高性能的嵌入式 CPU，具有高速运算、通信及数据处理能力。

具有 2 个 10/100M 网口、8 个高速串行口（包括 RS232、 RS485）

具有多种通信规约，包括 MQTT规约、IEC103\104 协议、IEC 61850协议、MODBUS协议等。

2）AM4保护装置

高压系统设置微机综合保护测控装置，对 10kV 进出线、母线分段、变压器组等回路进行继电保护和运行测控。电力监控系统与微机保护测控装置进行通信实时监测各进线、出线的运行状态。

10kV 进线出线：设置微机