用光儲系統解決方案智能化管理介紹

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(zhù)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(hù)對高效、環(huán)保、智能的能源解決方案需求日益增長(cháng)。安科瑞電氣股份有限公司推出的EMS戶(hù)用光儲系統解決方案，正是針對家庭用戶(hù)用電量少、用戶(hù)數多、組成復雜的特性，提供了一套集光伏、儲能、監測、管理于一體的綜合能源管理系統。本文將詳細介紹安科瑞EMS戶(hù)用光儲系統解決方案的組成、功能及其帶來(lái)的多重收益。

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

光伏系統利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉化為直流電，是家庭綠色能源的主要來(lái)源。光伏系統不僅減少了家庭對電網(wǎng)的依賴(lài)，還實(shí)現了能源的可持續發(fā)展。

儲能系統包括儲能電池和儲能逆變器，用于存儲光伏系統產(chǎn)生的多余電能或在電網(wǎng)停電時(shí)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、空調和暖氣、洗衣房設備、安防系統、汽車(chē)充電樁等各類(lèi)電器和設備。戶(hù)用光儲系統通過(guò)智能調度，優(yōu)化這些負載的用電方式，實(shí)現能源的最大化利用。

戶(hù)用能量控制器是系統的核心部件，通過(guò)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據與狀態(tài)。支持Modbus RTU、Modbus TCP、MQTT等通信規約，實(shí)現對光伏、儲能、負載的實(shí)時(shí)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。

二、背景和需求

全球光儲一體化趨勢明顯，家庭儲能市場(chǎng)潛力巨大，尤其在光伏持續發(fā)展和滲透率提升的背景下，戶(hù)用光儲一體化成為主流發(fā)展方向，戶(hù)用光儲系統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)境保護意識增強：戶(hù)用光儲系統提供了清潔、可再生的能源來(lái)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(zhù)降低，戶(hù)用光儲系統更加經(jīng)濟實(shí)惠。

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

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

三、系統設計范圍

家庭用戶(hù)具有“用電量少、用戶(hù)數多、組成復雜”的特性，用戶(hù)在每個(gè)月收到電費賬單時(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(hù)用光儲系統可以提升電能調度、削峰填谷的能力，實(shí)現能源的最大化利用，優(yōu)化電費的開(kāi)支。

戶(hù)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(hù)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(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(diǎn)，即“電網(wǎng)接口”或“并網(wǎng)點(diǎn)”，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(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、空調和暖氣、洗衣房設備、安防系統、汽車(chē)充電樁等。

? 戶(hù)用能量控制器

l 協(xié)調光伏、儲能與電網(wǎng)之間的能量流動(dòng)，優(yōu)化能源使用，包括計劃曲線(xiàn)、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(hù)用光儲系統解決方案，能夠對家庭中光伏、儲能、負載進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)現家庭用電的高效、可靠、安全、有序。

戶(hù)用能量控制器對下通過(guò)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據與狀態(tài)，支持Modbus RTU、Modbus TCP、MQTT等通信規約。通過(guò)控制器對發(fā)用電數據與用電時(shí)段的分析，實(shí)現家庭能源的優(yōu)化調節與最優(yōu)經(jīng)濟運行，并通過(guò)WiFi/4G/以太網(wǎng)的方式將系統數據發(fā)送至云端平臺，實(shí)現多個(gè)戶(hù)用能源的監測與管理。同時(shí)，戶(hù)用能量控制器可在網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)將數據存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。

Home EMS提供WEB和APP兩種訪(fǎng)問(wèn)方式，用于查看光伏、儲能、負載的實(shí)時(shí)狀態(tài)、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(guò)手機APP查看數據和調整設置。

家庭用戶(hù)的收益包括：

1. 提高光伏消納：實(shí)時(shí)調節儲能充放電，家庭負荷低時(shí)，做光伏發(fā)電余電的蓄水池；負荷高且光伏發(fā)電不足時(shí)放電，降低家庭電費；

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(hù)獲取收益，谷電價(jià)充電，峰電價(jià)放電；

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

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

5. 環(huán)保數據統計：各國政府對環(huán)保越來(lái)越重視，針對未來(lái)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(guò)實(shí)時(shí)調節儲能充放電，家庭負荷低時(shí)，做光伏發(fā)電余電的蓄水池；負荷高且光伏發(fā)電不足時(shí)放電，降低家庭電費。

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，實(shí)現家庭電費的進(jìn)一步節省。

家庭用電高峰時(shí)，啟動(dòng)儲能放電，減少家庭電費開(kāi)支。如儲備電量不足時(shí)通過(guò)APP推送、****推送提前預警，幫助用戶(hù)合理安排用電。

由于多數國家電網(wǎng)供應并不穩定，容易發(fā)生停電現象。儲能電池常備應急電量，實(shí)現家庭用電的無(wú)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(lái)越重視，針對未來(lái)的碳排補貼，家庭綠電使用對綠色環(huán)保的貢獻可以在A(yíng)PP上查看，增強用戶(hù)的環(huán)保意識和社會(huì )責任感。

五、相關(guān)硬件

六、總結

安科瑞EMS戶(hù)用光儲系統解決方案通過(guò)智能化管理，實(shí)現了家庭能源的高效利用和節約。系統不僅提高了家庭用戶(hù)的用電體驗和經(jīng)濟收益，還為推動(dòng)能源轉型和實(shí)現“碳達峰、碳中和”目標貢獻了力量。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的持續增長(cháng)，安科瑞EMS戶(hù)用光儲系統解決方案將在更多家庭中得到廣泛應用和推廣。