安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

18706168062

隨著全球能源結構的轉型和“碳達峰、碳中和”目標的提出，家庭用戶對高效、環(huán)保、智能的能源解決方案需求日益增長。安科瑞電氣股份有限公司推出的EMS戶用光儲系統(tǒng)解決方案，正是針對家庭用戶用電量少、用戶數(shù)多、組成復雜的特性，提供了一套集光伏、儲能、監(jiān)測、管理于一體的綜合能源管理系統(tǒng)。本文將詳細介紹安科瑞EMS戶用光儲系統(tǒng)解決方案的組成、功能及其帶來的多重收益。

安科瑞EMS戶用光儲系統(tǒng)主要由光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、家庭負載和戶用能量控制器等部分組成。

光伏系統(tǒng)利用太陽能電池板將太陽能轉化為直流電，是家庭綠色能源的主要來源。光伏系統(tǒng)不僅減少了家庭對電網(wǎng)的依賴，還實現(xiàn)了能源的可持續(xù)發(fā)展。

儲能系統(tǒng)包括儲能電池和儲能逆變器，用于存儲光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電能或在電網(wǎng)停電時提供應急電源。儲能逆變器則將電池的直流電轉換為交流電，供家庭負載使用或并入電網(wǎng)。

家庭負載包括照明系統(tǒng)、空調(diào)和暖氣、洗衣房設備、安防系統(tǒng)、汽車充電樁等各類電器和設備。戶用光儲系統(tǒng)通過智能調(diào)度，優(yōu)化這些負載的用電方式，實現(xiàn)能源的最大化利用。

戶用能量控制器是系統(tǒng)的核心部件，通過RS485、以太網(wǎng)、WiFi等方式讀取家庭計量表計、光儲逆變器、智能家居等設備的運行數(shù)據(jù)與狀態(tài)。支持Modbus RTU、Modbus TCP、MQTT等通信規(guī)約，實現(xiàn)對光伏、儲能、負載的實時監(jiān)測、用能計量、能耗分析、診斷告警、全景分析、有序管理和策略控制。

二、背景和需求

全球光儲一體化趨勢明顯，家庭儲能市場潛力巨大，尤其在光伏持續(xù)發(fā)展和滲透率提升的背景下，戶用光儲一體化成為主流發(fā)展方向，戶用光儲系統(tǒng)興起的主要因素包括以下幾點：

? 電價波動：能源價格變化引發(fā)電價上漲。

? 環(huán)境保護意識增強：戶用光儲系統(tǒng)提供了清潔、可再生的能源來源。

? 政策支持和補貼：許多國家和地區(qū)提供稅收減免、補貼和其他激勵措施。

? 建設成本下降：光伏板和電池的成本顯著降低，戶用光儲系統(tǒng)更加經(jīng)濟實惠。

? 技術成熟度：光伏板的效率提高，儲能電池的壽命延長，系統(tǒng)更可靠和高效。

戶用光儲系統(tǒng)在國際市場上正經(jīng)歷著快速發(fā)展，尤其在那些擁有有利政策環(huán)境、高電價以及對可再生能源有強烈需求的國家和地區(qū)。截至2023年，歐洲太陽能發(fā)電容量已超200GW，家庭儲能系統(tǒng)的安裝量呈爆炸性增長。據(jù)預測，到2025年，歐洲戶用光儲系統(tǒng)裝機容量將達到12.8GWh。

三、系統(tǒng)設計范圍

家庭用戶具有“用電量少、用戶數(shù)多、組成復雜”的特性，用戶在每個月收到電費賬單時才知道用電情況，再加上普通民眾不了解電力需求側管理，即使想要調(diào)整用電方式也難以下手，節(jié)省電費支出的方式有限。戶用光儲系統(tǒng)可以提升電能調(diào)度、削峰填谷的能力，實現(xiàn)能源的最大化利用，優(yōu)化電費的開支。

戶用光儲系統(tǒng)主要組成部分包括光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、家庭負載和戶用能量控制器。

? 光儲系統(tǒng)

l 光儲逆變器：將光伏或儲能電池的直流電轉換為交流電，以便與電網(wǎng)或家庭負載對接。

? 電網(wǎng)與家庭負載

l 雙向計量電表：安裝于家庭電網(wǎng)和公共電網(wǎng)之間的連接點，即“電網(wǎng)接口”或“并網(wǎng)點”，通常在電表箱內(nèi)或靠近家庭主斷路器的位置，測量家庭既從電網(wǎng)消耗的電力（正向計量），也向電網(wǎng)輸送的電力（反向計量）。

l 家庭負載：家庭的負載主要由各種電器和設備構成，包括照明系統(tǒng)、空調(diào)和暖氣、洗衣房設備、安防系統(tǒng)、汽車充電樁等。

? 戶用能量控制器

l 協(xié)調(diào)光伏、儲能與電網(wǎng)之間的能量流動，優(yōu)化能源使用，包括計劃曲線、削峰填谷、新能源消納等。

三、安科瑞Home EMS解決方案

安科瑞Home EMS戶用光儲系統(tǒng)解決方案，能夠對家庭中光伏、儲能、負載進行實時監(jiān)測、用能計量、能耗分析、診斷告警、全景分析、有序管理和策略控制，實現(xiàn)家庭用電的高效、可靠、安全、有序。

戶用能量控制器對下通過RS485、以太網(wǎng)、WiFi等方式讀取家庭計量表計、光儲逆變器、智能家居等設備的運行數(shù)據(jù)與狀態(tài)，支持Modbus RTU、Modbus TCP、MQTT等通信規(guī)約。通過控制器對發(fā)用電數(shù)據(jù)與用電時段的分析，實現(xiàn)家庭能源的優(yōu)化調(diào)節(jié)與最優(yōu)經(jīng)濟運行，并通過WiFi/4G/以太網(wǎng)的方式將系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送至云端平臺，實現(xiàn)多個戶用能源的監(jiān)測與管理。同時，戶用能量控制器可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

Home EMS提供WEB和APP兩種訪問方式，用于查看光伏、儲能、負載的實時狀態(tài)、監(jiān)測系統(tǒng)告警、統(tǒng)計用能和收益，并調(diào)整運行參數(shù)和控制策略，可以通過手機APP查看數(shù)據(jù)和調(diào)整設置。

家庭用戶的收益包括：

1. 提高光伏消納：實時調(diào)節(jié)儲能充放電，家庭負荷低時，做光伏發(fā)電余電的蓄水池；負荷高且光伏發(fā)電不足時放電，降低家庭電費；

2. 峰谷價差套利：利用電網(wǎng)的峰谷電價差幫助家庭用戶獲取收益，谷電價充電，峰電價放電；

3. 避免電費超量：家庭用電高峰時，啟動儲能放電，減少家庭電費開支。如儲備電量不足時通過APP推送、****推送提前預警；

4. 緊急情況下家庭儲備電源：由于多數(shù)國家電網(wǎng)供應并不穩(wěn)定，容易發(fā)生停電現(xiàn)象，儲能電池常備應急電量，實現(xiàn)家庭用電的無縫運行；

5. 環(huán)保數(shù)據(jù)統(tǒng)計：各國政府對環(huán)保越來越重視，針對未來的碳排補貼，家庭綠電使用對綠色環(huán)保的貢獻，APP上都可以看到。

四、多重收益

通過實時調(diào)節(jié)儲能充放電，家庭負荷低時，做光伏發(fā)電余電的蓄水池；負荷高且光伏發(fā)電不足時放電，降低家庭電費。

利用電網(wǎng)的峰谷電價差幫助家庭用戶獲取收益，谷電價充電，峰電價放電，實現(xiàn)家庭電費的進一步節(jié)省。

家庭用電高峰時，啟動儲能放電，減少家庭電費開支。如儲備電量不足時通過APP推送、****推送提前預警，幫助用戶合理安排用電。

由于多數(shù)國家電網(wǎng)供應并不穩(wěn)定，容易發(fā)生停電現(xiàn)象。儲能電池常備應急電量，實現(xiàn)家庭用電的無縫運行，提高家庭用電的可靠性和安全性。

各國政府對環(huán)保越來越重視，針對未來的碳排補貼，家庭綠電使用對綠色環(huán)保的貢獻可以在APP上查看，增強用戶的環(huán)保意識和社會責任感。

五、相關硬件

六、總結

安科瑞EMS戶用光儲系統(tǒng)解決方案通過智能化管理，實現(xiàn)了家庭能源的高效利用和節(jié)約。系統(tǒng)不僅提高了家庭用戶的用電體驗和經(jīng)濟收益，還為推動能源轉型和實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標貢獻了力量。隨著技術的不斷進步和市場需求的持續(xù)增長，安科瑞EMS戶用光儲系統(tǒng)解決方案將在更多家庭中得到廣泛應用和推廣。