1 發(fā)展背景

戶用光儲系統(tǒng)，即家庭光伏加儲能系統(tǒng)，近年來在全球范圍內(nèi)尤其是光伏發(fā)展較快的區(qū)域，如歐洲、北美和澳大利亞等地，呈現(xiàn)出顯著的增長趨勢。戶用光儲系統(tǒng)興起的主要因素可以歸納為以下幾個方面：

1）電價波動

• 電價上漲和不穩(wěn)定性促使家庭尋求更經(jīng)濟的供電方式。在許多地區(qū)，尤其是電價較高的地方，戶用光儲系統(tǒng)能夠通過自產(chǎn)自用和削峰填谷策略，顯著降低家庭的電費支出。

2）環(huán)境保護意識增強

隨著全球?qū)夂蜃兓年P(guān)注度提升，越來越多的家庭和個人傾向于采用可再生能源，以減少碳足跡，戶用光儲系統(tǒng)符合這一趨勢。

3） 政策支持和補貼

各國政府為了推動清潔能源的使用，出臺了一系列的激勵政策，如上網(wǎng)電價補貼（FITs）、稅收減免、初始投資補貼等，降低了戶用光儲系統(tǒng)的初期投資成本，提高了投資回報率。

4）建設(shè)成本下降

太陽能光伏板和電池儲能技術(shù)的不斷進步，導(dǎo)致了成本的顯著下降，使得戶用光儲系統(tǒng)變得更加經(jīng)濟可行。

光伏逆變器和電池管理系統(tǒng)（BMS）的智能化，提升了系統(tǒng)的整體效率和安全性。

5）技術(shù)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。

6）消費者行為變化

自然災(zāi)害、電網(wǎng)老化或維護不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致的頻繁斷電，增加了家庭對穩(wěn)定電力供應(yīng)的需求。戶用光儲系統(tǒng)能夠在電網(wǎng)中斷時提供應(yīng)急電源，增強家庭的能源獨立性。

隨著消費者對能源自主性和可控性的追求，戶用光儲系統(tǒng)提供了實現(xiàn)這些目標(biāo)的可能性，同時也滿足了消費者對高科技和智能家居產(chǎn)品的需求。

7）融資方案的多樣化

第三方融資模式，如電力購買協(xié)議（PPAs）、租賃和共享儲蓄計劃，降低了戶用光儲系統(tǒng)的準(zhǔn)入門檻，讓更多家庭能夠負擔(dān)得起。

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(yù)測，到2025年，歐洲戶用光儲系統(tǒng)裝機容量將達到12.8GWh。

2 戶用儲能系統(tǒng)概念

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(cè)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。戶用儲能系統(tǒng)是一種用于家庭或小型商業(yè)場所的能源存儲解決方案，它通常與太陽能光伏（PV）系統(tǒng)結(jié)合使用，以提高能源的自給自足率和電網(wǎng)的可靠性。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。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。

光儲系統(tǒng)

光儲逆變器：將光伏或儲能電池的直流電轉(zhuǎn)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

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）。

家庭負載

家庭的負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

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。

3 戶用儲能系統(tǒng)功能

1）應(yīng)對動態(tài)電價

可以自行決定是否更愿意在較低電價時消耗電力，調(diào)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(qū)，家庭用戶可以利用光儲系統(tǒng)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(wǎng)售電，實現(xiàn)套利。

3）供電不穩(wěn)定時作為緊急電源

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

4）響應(yīng)環(huán)保號召與政策激勵

許多家庭用戶深切關(guān)注環(huán)保問題，并希望通過實際行動減少碳排放。光儲系統(tǒng)作為一種零排放的清潔能源解決方案，完全符合這一環(huán)保需求。此外，投資光儲系統(tǒng)還可享受政府提供的各類補貼、稅收減免等激勵政策。

5）提高光伏發(fā)電自發(fā)自用率

海外家用光伏發(fā)電十年前就已經(jīng)開始成熟使用，由于光伏日內(nèi)發(fā)電與家庭負載應(yīng)用在時間上不完全匹配，家庭用戶希望與儲能配合使用，實現(xiàn)電力需求全部自給。

4 安科瑞Home EMS解決方案

4.1概念

安科瑞Home EMS戶用光儲系統(tǒng)解決方案，能夠?qū)彝ブ泄夥δ堋⒇撦d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(shè)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(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(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(shè)置。

4.2 平臺功能

1）家庭綜合管理功能

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(tǒng)計儲能充放電、負荷用能、新能源發(fā)電，新能源產(chǎn)生的社會和經(jīng)濟效益情況。

綜合能源報表

對單個家庭光伏、儲能、市電進行分類統(tǒng)計及匯總，包括光伏尖峰平谷發(fā)電量及上網(wǎng)量、儲能尖峰平谷充放電量和電網(wǎng)尖峰平谷用電量。

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(tǒng)計及匯總，包括光伏尖峰平谷發(fā)電收益及上網(wǎng)收益、儲能尖峰平谷充放電成本及收益和電網(wǎng)尖峰平谷電費。

故障報警

記錄設(shè)備在日常運行中是否超過限制或發(fā)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(jiān)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(fā)生異常的點位、時間、設(shè)備、參量、上下限值、報警值和詳情等。

支持時間、參數(shù)名等列進行數(shù)據(jù)篩選。

支持導(dǎo)出為EXCEL形式。

將報警信息按照故障、緊急、一般進行分類顯示，支持報警數(shù)據(jù)同環(huán)比分析。

2）手機APP

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。

數(shù)據(jù)監(jiān)控

展示天氣情況、光伏、儲能和并網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)及收益情況，支持日/月/年/累計歷史數(shù)據(jù)查看，以曲線形式展示。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計

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

5 投資回報

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；

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；

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(yù)警；

緊急情況下家庭儲備電源：

由于多數(shù)國家電網(wǎng)供應(yīng)并不穩(wěn)定，容易發(fā)生停電現(xiàn)象，儲能電池常備應(yīng)急電量，實現(xiàn)家庭用電的無縫運行；

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。

6 結(jié)語

戶用儲能系統(tǒng)正變得越來越普及，尤其在那些重視能源獨立性、追求節(jié)能減排的家庭中。隨著技術(shù)的發(fā)展和成本的進一步降低，預(yù)計戶用儲能系統(tǒng)將在未來發(fā)揮更加重要的作用。