安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

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

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

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

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

家庭負(fù)載包括照明系統(tǒng)、空調(diào)和暖氣、洗衣房設(shè)備、安防系統(tǒng)、汽車充電樁等各類電器和設(shè)備。戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)智能調(diào)度，優(yōu)化這些負(fù)載的用電方式，實(shí)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(guò)RS485、以太網(wǎng)、WiFi等方式讀取家庭計(jì)量表計(jì)、光儲(chǔ)逆變器、智能家居等設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)與狀態(tài)。支持Modbus RTU、Modbus TCP、MQTT等通信規(guī)約，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏、儲(chǔ)能、負(fù)載的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用能計(jì)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(chǔ)一體化趨勢(shì)明顯，家庭儲(chǔ)能市場(chǎng)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(chǔ)一體化成為主流發(fā)展方向，戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)興起的主要因素包括以下幾點(diǎn)：

? 電價(jià)波動(dòng)：能源價(jià)格變化引發(fā)電價(jià)上漲。

? 環(huán)境保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)：戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)提供了清潔、可再生的能源來(lái)源。

? 政策支持和補(bǔ)貼：許多國(guó)家和地區(qū)提供稅收減免、補(bǔ)貼和其他激勵(lì)措施。

? 建設(shè)成本下降：光伏板和電池的成本顯著降低，戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

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

戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)在國(guó)際市場(chǎng)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(jià)以及對(duì)可再生能源有強(qiáng)烈需求的國(guó)家和地區(qū)。截至2023年，歐洲太陽(yáng)能發(fā)電容量已超200GW，家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝量呈爆炸性增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，歐洲戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)裝機(jī)容量將達(dá)到12.8GWh。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍

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

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

? 光儲(chǔ)系統(tǒng)

l 光儲(chǔ)逆變器：將光伏或儲(chǔ)能電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以便與電網(wǎng)或家庭負(fù)載對(duì)接。

? 電網(wǎng)與家庭負(fù)載

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

l 家庭負(fù)載：家庭的負(fù)載主要由各種電器和設(shè)備構(gòu)成，包括照明系統(tǒng)、空調(diào)和暖氣、洗衣房設(shè)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(chǔ)能與電網(wǎng)之間的能量流動(dòng)，優(yōu)化能源使用，包括計(jì)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(chǔ)系統(tǒng)解決方案，能夠?qū)彝ブ泄夥?、?chǔ)能、負(fù)載進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用能計(jì)量、能耗分析、診斷告警、全景分析、有序管理和策略控制，實(shí)現(xiàn)家庭用電的高效、可靠、安全、有序。

戶用能量控制器對(duì)下通過(guò)RS485、以太網(wǎng)、WiFi等方式讀取家庭計(jì)量表計(jì)、光儲(chǔ)逆變器、智能家居等設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)與狀態(tài)，支持Modbus RTU、Modbus TCP、MQTT等通信規(guī)約。通過(guò)控制器對(duì)發(fā)用電數(shù)據(jù)與用電時(shí)段的分析，實(shí)現(xiàn)家庭能源的優(yōu)化調(diào)節(jié)與最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并通過(guò)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(tái)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)戶用能源的監(jiān)測(cè)與管理。同時(shí)，戶用能量控制器可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

Home EMS提供WEB和APP兩種訪問(wèn)方式，用于查看光伏、儲(chǔ)能、負(fù)載的實(shí)時(shí)狀態(tài)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)告警、統(tǒng)計(jì)用能和收益，并調(diào)整運(yùn)行參數(shù)和控制策略，可以通過(guò)手機(jī)APP查看數(shù)據(jù)和調(diào)整設(shè)置。

家庭用戶的收益包括：

1. 提高光伏消納：實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能充放電，家庭負(fù)荷低時(shí)，做光伏發(fā)電余電的蓄水池；負(fù)荷高且光伏發(fā)電不足時(shí)放電，降低家庭電費(fèi)；

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

3. 避免電費(fèi)超量：家庭用電高峰時(shí)，啟動(dòng)儲(chǔ)能放電，減少家庭電費(fèi)開(kāi)支。如儲(chǔ)備電量不足時(shí)通過(guò)APP推送、****推送提前預(yù)警；

4. 緊急情況下家庭儲(chǔ)備電源：由于多數(shù)國(guó)家電網(wǎng)供應(yīng)并不穩(wěn)定，容易發(fā)生停電現(xiàn)象，儲(chǔ)能電池常備應(yīng)急電量，實(shí)現(xiàn)家庭用電的無(wú)縫運(yùn)行；

5. 環(huán)保數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：各國(guó)政府對(duì)環(huán)保越來(lái)越重視，針對(duì)未來(lái)的碳排補(bǔ)貼，家庭綠電使用對(duì)綠色環(huán)保的貢獻(xiàn)，APP上都可以看到。

四、多重收益

通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能充放電，家庭負(fù)荷低時(shí)，做光伏發(fā)電余電的蓄水池；負(fù)荷高且光伏發(fā)電不足時(shí)放電，降低家庭電費(fèi)。

利用電網(wǎng)的峰谷電價(jià)差幫助家庭用戶獲取收益，谷電價(jià)充電，峰電價(jià)放電，實(shí)現(xiàn)家庭電費(fèi)的進(jìn)一步節(jié)省。

家庭用電高峰時(shí)，啟動(dòng)儲(chǔ)能放電，減少家庭電費(fèi)開(kāi)支。如儲(chǔ)備電量不足時(shí)通過(guò)APP推送、****推送提前預(yù)警，幫助用戶合理安排用電。

由于多數(shù)國(guó)家電網(wǎng)供應(yīng)并不穩(wěn)定，容易發(fā)生停電現(xiàn)象。儲(chǔ)能電池常備應(yīng)急電量，實(shí)現(xiàn)家庭用電的無(wú)縫運(yùn)行，提高家庭用電的可靠性和安全性。

各國(guó)政府對(duì)環(huán)保越來(lái)越重視，針對(duì)未來(lái)的碳排補(bǔ)貼，家庭綠電使用對(duì)綠色環(huán)保的貢獻(xiàn)可以在APP上查看，增強(qiáng)用戶的環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

五、相關(guān)硬件

六、總結(jié)

安科瑞EMS戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)解決方案通過(guò)智能化管理，實(shí)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(yàn)和經(jīng)濟(jì)收益，還為推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)貢獻(xiàn)了力量。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)，安科瑞EMS戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)解決方案將在更多家庭中得到廣泛應(yīng)用和推廣。