1 發(fā)展背景

戶(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)，即家庭光伏加儲(chǔ)能系統(tǒng)，近年來(lái)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(zhǎng)趨勢(shì)。戶(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)興起的主要因素可以歸納為以下幾個(gè)方面：

1）電價(jià)波動(dòng)

電價(jià)上漲和不穩(wěn)定性促使家庭尋求更經(jīng)濟(jì)的供電方式。在許多地區(qū)，尤其是電價(jià)較高的地方，戶(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)能夠通過(guò)自產(chǎn)自用和削峰填谷策略，顯著降低家庭的電費(fèi)支出。

2）環(huán)境保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)

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

3） 政策支持和補(bǔ)貼

各國(guó)政府為了推動(dòng)清潔能源的使用，出臺(tái)了一系列的激勵(lì)政策，如上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼（FITs）、稅收減免、初始投資補(bǔ)貼等，降低了戶(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)的初期投資成本，提高了投資回報(bào)率。

4）建設(shè)成本下降

太陽(yáng)能光伏板和電池儲(chǔ)能技術(shù)的不斷進(jìn)步，導(dǎo)致了成本的顯著下降，使得戶(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)變得更加經(jīng)濟(jì)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(chǔ)能電池的壽命延長(zhǎng)，系統(tǒng)更可靠和高效。

6）消費(fèi)者行為變化

自然災(zāi)害、電網(wǎng)老化或維護(hù)不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致的頻繁斷電，增加了家庭對(duì)穩(wěn)定電力供應(yīng)的需求。戶(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)能夠在電網(wǎng)中斷時(shí)提供應(yīng)急電源，增強(qiáng)家庭的能源獨(dú)立性。

隨著消費(fèi)者對(duì)能源自主性和可控性的追求，戶(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)提供了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的可能性，同時(shí)也滿(mǎn)足了消費(fèi)者對(duì)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(gòu)買(mǎi)協(xié)議（PPAs）、租賃和共享儲(chǔ)蓄計(jì)劃，降低了戶(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)的準(zhǔn)入門(mén)檻，讓更多家庭能夠負(fù)擔(dān)得起。

戶(hù)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(hù)用光儲(chǔ)系統(tǒng)裝機(jī)容量將達(dá)到12.8GWh。

2 戶(hù)用儲(chǔ)能系統(tǒng)概念

家庭用戶(hù)具有“用電量少、用戶(hù)數(shù)多、組成復(fù)雜”的特性，用戶(hù)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(hù)用儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種用于家庭或小型商業(yè)場(chǎng)所的能源存儲(chǔ)解決方案，它通常與太陽(yáng)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(hù)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(hù)用能量控制器。戶(hù)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。

光儲(chǔ)系統(tǒng)

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

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）。

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(chē)充電樁等。

戶(hù)用能量控制器

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(xiàn)、削峰填谷、新能源消納等。

3 戶(hù)用儲(chǔ)能系統(tǒng)功能

1）應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)電價(jià)

可以自行決定是否更愿意在較低電價(jià)時(shí)消耗電力，調(diào)整其消費(fèi)行為，從而顯著降低電力成本，更好地控制家庭電費(fèi)賬單。

2）削峰填谷、平滑用電負(fù)荷，通過(guò)峰谷價(jià)差獲取收益

在一些地區(qū)，家庭用戶(hù)可以利用光儲(chǔ)系統(tǒng)在電價(jià)較低時(shí)充電，在高峰時(shí)段電價(jià)較高時(shí)使用存儲(chǔ)的電能，或者甚至向電網(wǎng)售電，實(shí)現(xiàn)套利。

3）供電不穩(wěn)定時(shí)作為緊急電源

家庭用戶(hù)希望通過(guò)安裝光儲(chǔ)系統(tǒng)減少對(duì)電網(wǎng)的依賴(lài)，特別是在停電或電網(wǎng)不穩(wěn)定的情況下，光儲(chǔ)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(hào)召與政策激勵(lì)

許多家庭用戶(hù)深切關(guān)注環(huán)保問(wèn)題，并希望通過(guò)實(shí)際行動(dòng)減少碳排放。光儲(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)還可享受政府提供的各類(lèi)補(bǔ)貼、稅收減免等激勵(lì)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(kāi)始成熟使用，由于光伏日內(nèi)發(fā)電與家庭負(fù)載應(yīng)用在時(shí)間上不完全匹配，家庭用戶(hù)希望與儲(chǔ)能配合使用，實(shí)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(hù)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(hù)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(hù)用能源的監(jiān)測(cè)與管理。同時(shí)，戶(hù)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(fǎng)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。

4.2 平臺(tái)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(chǔ)能和負(fù)載的運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)能充放電、負(fù)荷用能、新能源發(fā)電，新能源產(chǎn)生的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益情況。

綜合能源報(bào)表

對(duì)單個(gè)家庭光伏、儲(chǔ)能、市電進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)及匯總，包括光伏尖峰平谷發(fā)電量及上網(wǎng)量、儲(chǔ)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(bào)表

對(duì)單個(gè)家庭光伏、儲(chǔ)能和用電成本及收益進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)及匯總，包括光伏尖峰平谷發(fā)電收益及上網(wǎng)收益、儲(chǔ)能尖峰平谷充放電成本及收益和電網(wǎng)尖峰平谷電費(fèi)。

故障報(bào)警

記錄設(shè)備在日常運(yùn)行中是否超過(guò)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(cè)信號(hào)、光伏組件溫度過(guò)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(diǎn)位、時(shí)間、設(shè)備、參量、上下限值、報(bào)警值和詳情等。

支持時(shí)間、參數(shù)名等列進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選。

支持導(dǎo)出為EXCEL形式。

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

2）手機(jī)APP

首頁(yè)

展示家庭地址、天氣情況、新能源消納情況及收益、光伏/儲(chǔ)能/負(fù)荷情況。

數(shù)據(jù)監(jiān)控

展示天氣情況、光伏、儲(chǔ)能和并網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及收益情況，支持日/月/年/累計(jì)歷史數(shù)據(jù)查看，以曲線(xiàn)形式展示。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

以月、年統(tǒng)計(jì)新能源消納情況及收益；以日、月、年統(tǒng)計(jì)用電情況及新能源占比；統(tǒng)計(jì)累計(jì)社會(huì)效益。

5 投資回報(bào)

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)；

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(hù)獲取收益，谷電價(jià)充電，峰電價(jià)放電；

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、短信推送提前預(yù)警；

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；

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。

6 結(jié)語(yǔ)

戶(hù)用儲(chǔ)能系統(tǒng)正變得越來(lái)越普及，尤其在那些重視能源獨(dú)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(jìn)一步降低，預(yù)計(jì)戶(hù)用儲(chǔ)能系統(tǒng)將在未來(lái)發(fā)揮更加重要的作用。

審核編輯 黃宇