戶用光儲系統解決方案，實現家庭用電的高效、可靠、安全、有序

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一、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，尤其在光伏持續發展和滲透率提升的背景下，戶用光儲一體化成為主流發展方向，戶用光儲系統興起的主要因素包括以下幾點：

?                      電價波動：能源價格變化引發電價上漲。

?                      環境保護意識增強：戶用光儲系統提供了清潔、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，戶用光儲系統更加經濟實惠。

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

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

家庭用戶對光儲系統的需求主要包括：

1.應對動態電價

可以自行決定是否更愿意在較低電價時消耗電力，調整其消費行為，從而顯著降低電力成本，更好地控制家庭電費賬單。

2.削峰填谷、平滑用電負荷，通過峰谷價差獲取收益

在一些地區，家庭用戶可以利用光儲系統在電價較低時充電，在高峰時段電價較高時使用存儲的電能，或者甚至向電網售電，實現套利。

3.供電不穩定時作為緊急電源

家庭用戶希望通過安裝光儲系統減少對電網的依賴，特別是在停電或電網不穩定的情況下，光儲系統可以作為備用電源，保障家庭的基本用電需求。

4.應對政府對環保和碳排放的要求與新能源的補貼政策

許多家庭用戶重視環保，希望通過使用清潔能源減少碳足跡，光儲系統不產生溫室氣體排放，正好滿足這一需求。

家庭用戶投資光儲系統也可以享受各國政府提供的光儲系統安裝補貼、稅收減免或其他激勵措施。

5.有效提升早期建設的光伏發電自發自用率

海外家用光伏發電十年前就已經開始成熟使用，由于光伏日內發電與家庭負載應用在時間上不全匹配，家庭用戶希望與儲能配合使用，實現電力需求全部自給。

二、系統設計范圍

家庭用戶具有“用電量少、用戶數多、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，即使想要調整用電方式也難以下手，節省電費支出的方式有限。戶用光儲系統可以提升電能調度、削峰填谷的能力，實現能源的大化利用，優化電費的開支。

戶用光儲系統主要組成部分包括光伏系統、儲能系統、家庭負載和戶用能量控制器。

?                      光儲系統

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

?                      電網與家庭負載

l                      雙向計量電表：安裝于家庭電網和公共電網之間的連接點，即“電網接口"或“并網點"，通常在電表箱內或靠近家庭主斷路器的位置，測量家庭既從電網消耗的電力（正向計量），也向電網輸送的電力（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、空調和暖氣、洗衣房設備、安防系統、汽車充電樁等。

?                      戶用能量控制器

l                      協調光伏、儲能與電網之間的能量流動，優化能源使用，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戶用光儲系統解決方案，能夠對家庭中光伏、儲能、負載進行實時監測、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、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據與狀態，支持Modbus RTU、Modbus TCP、MQTT等通信規約。通過控制器對發用電數據與用電時段的分析，實現家庭能源的優化調節與優化經濟運行，并通過WiFi/4G/以太網的方式將系統數據發送至云端平臺，實現多個戶用能源的監測與管理。同時，戶用能量控制器可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

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、監測系統告警、統計用能和收益，并調整運行參數和控制策略，可以通過手機APP查看數據和調整設置。

家庭用戶的收益包括：

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

2.       峰谷價差套利：利用電網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、短信推送提前預警；

4.       緊急情況下家庭儲備電源：由于多數國家電網供應并不穩定，容易發生停電現象，儲能電池常備應急電量，實現家庭用電的無縫運行；

5.       環保數據統計：各國政府對環保越來越重視，針對未來的碳排補貼，家庭綠電使用對綠色環保的貢獻，APP上都可以看到。

四、Home EMS平臺功能

4.1家庭綜合管理

4.1.1家庭能源綜合概覽

展示家庭中光伏、儲能和負載的運行情況，實時統計儲能充放電、負荷用能、新能源發電，新能源產生的社會和經濟效益情況。

4.1.2綜合能源報表

對單個家庭光伏、儲能、市電進行分類統計及匯總，包括光伏尖峰平谷發電量及上網量、儲能尖峰平谷充放電量和電網尖峰平谷用電量。

4.1.3綜合收益報表

對單個家庭光伏、儲能和用電成本及收益進行分類統計及匯總，包括光伏尖峰平谷發電收益及上網收益、儲能尖峰平谷充放電成本及收益和電網尖峰平谷電費。

4.2故障報警

4.2.1報警記錄

記錄設備在日常運行中是否超過限制或發生異常的日志，包括但不限于電流、電壓、功率和頻率等需要監測信號、光伏組件溫度過高、逆變器故障、電池溫度異常、電池電壓異常、SOC異常等，主要記錄發生異常的點位、時間、設備、參量、上下限值、報警值和詳情等。

l       支持時間、參數名等列進行數據篩選。

l       支持導出為EXCEL形式。

4.2.2報警分析

將報警信息按照故障、緊急、一般進行分類顯示，支持報警數據同環比分析。

4.3手機APP

4.3.1首頁

展示家庭地址、天氣情況、新能源消納情況及收益、光伏/儲能/負荷情況。

4.3.2數據監控

展示天氣情況、光伏、儲能和并網的實時數據及收益情況，支持日/月/年/累計歷史數據查看，以曲線形式展示。

4.3.3數據統計

以月、年統計新能源消納情況及收益；以日、月、年統計用電情況及新能源占比；統計累計社會效益。

五、主要硬件

5.1戶用能量控制器

5.2計量裝置

5.3充電設備