户储系统解决方案

1 发展背景

户用光储系统，即家庭光伏加储能系统，近年来在全球范围内尤其是光伏发展较快的区域，如欧洲、北美和澳大利亚等地，呈现出显著的增长趋势。户用光储系统兴起的主要因素可以归纳为以下几个方面：

1）电价波动

电价上涨和不稳定性促使家庭寻求更经济的供电方式。在许多地区，尤其是电价较高的地方，户用光储系统能够通过自产自用和削峰填谷策略，显著降低家庭的电费支出。

2）环境保护意识增强

随着全球对气候变化的关注度提升，越来越多的家庭和个人倾向于采用可再生能源，以减少碳足迹，户用光储系统符合这一趋势。

3） 政策支持和补贴

各国政府为了推动清洁能源的使用，出台了一系列的激励政策，如上网电价补贴（FITs）、税收减免、初始投资补贴等，降低了户用光储系统的初期投资成本，提高了投资回报率。

4）建设成本下降

太阳能光伏板和电池储能技术的不断进步，导致了成本的显著下降，使得户用光储系统变得更加经济可行。

光伏逆变器和电池管理系统（BMS）的智能化，提升了系统的整体效率和安全性。

5）技术成熟度

光伏板的效率提高，储能电池的寿命延长，系统更可靠和高效。

6）消费者行为变化

自然灾害、电网老化或维护不当等因素导致的频繁断电，增加了家庭对稳定电力供应的需求。户用光储系统能够在电网中断时提供应急电源，增强家庭的能源独立性。

随着消费者对能源自主性和可控性的追求，户用光储系统提供了实现这些目标的可能性，同时也满足了消费者对高科技和智能家居产品的需求。

7）融资方案的多样化

第三方融资模式，如电力购买协议（PPAs）、租赁和共享储蓄计划，降低了户用光储系统的准入门槛，让更多家庭能够负担得起。

户用光储系统在国际市场上正经历着快速发展，尤其在那些拥有有利政策环境、高电价以及对可再生能源有强烈需求的国家和地区。截至2023年，欧洲太阳能发电容量已超200GW，家庭储能系统的安装量呈爆炸性增长。据预测，到2025年，欧洲户用光储系统装机容量将达到12.8GWh。

2 户用储能系统概念

家庭用户具有“用电量少、用户数多、组成复杂”的特性，用户在每个月收到电费账单时才知道用电情况，再加上普通民众不了解电力需求侧管理，即使想要调整用电方式也难以下手，节省电费支出的方式有限。户用储能系统是一种用于家庭或小型商业场所的能源存储解决方案，它通常与太阳能光伏（PV）系统结合使用，以提高能源的自给自足率和电网的可靠性。户用光储系统主要组成部分包括光伏系统、储能系统、家庭负载和户用能量控制器。户用光储系统可以提升电能调度、削峰填谷的能力，实现能源的最大化利用，优化电费的开支。

光储系统

光储逆变器：将光伏或储能电池的直流电转换为交流电，以便与电网或家庭负载对接。

电网与家庭负载

双向计量电表：安装于家庭电网和公共电网之间的连接点，即“电网接口”或“并网点”，通常在电表箱内或靠近家庭主断路器的位置，测量家庭既从电网消耗的电力（正向计量），也向电网输送的电力（反向计量）。

家庭负载

家庭的负载主要由各种电器和设备构成，包括照明系统、空调和暖气、洗衣房设备、安防系统、汽车充电桩等。

户用能量控制器

协调光伏、储能与电网之间的能量流动，优化能源使用，包括计划曲线、削峰填谷、新能源消纳等。

3 户用储能系统功能

1）应对动态电价

可以自行决定是否更愿意在较低电价时消耗电力，调整其消费行为，从而显著降低电力成本，更好地控制家庭电费账单。

2）削峰填谷、平滑用电负荷，通过峰谷价差获取收益

在一些地区，家庭用户可以利用光储系统在电价较低时充电，在高峰时段电价较高时使用存储的电能，或者甚至向电网售电，实现套利。

3）供电不稳定时作为紧急电源

家庭用户希望通过安装光储系统减少对电网的依赖，特别是在停电或电网不稳定的情况下，光储系统可以作为备用电源，保障家庭的基本用电需求。

4）响应环保号召与政策激励

许多家庭用户深切关注环保问题，并希望通过实际行动减少碳排放。光储系统作为一种零排放的清洁能源解决方案，完全符合这一环保需求。此外，投资光储系统还可享受政府提供的各类补贴、税收减免等激励政策。

5）提高光伏发电自发自用率

海外家用光伏发电十年前就已经开始成熟使用，由于光伏日内发电与家庭负载应用在时间上不完全匹配，家庭用户希望与储能配合使用，实现电力需求全部自给。

4 安科瑞Home EMS解决方案

4.1概念

安科瑞Home EMS户用光储系统解决方案，能够对家庭中光伏、储能、负载进行实时监测、用能计量、能耗分析、诊断告警、全景分析、有序管理和策略控制，实现家庭用电的高效、可靠、安全、有序。

户用能量控制器对下通过RS485、以太网、WiFi等方式读取家庭计量表计、光储逆变器、智能家居等设备的运行数据与状态，支持Modbus RTU、Modbus TCP、MQTT等通信规约。通过控制器对发用电数据与用电时段的分析，实现家庭能源的优化调节与最优经济运行，并通过WiFi/4G/以太网的方式将系统数据发送至云端平台，实现多个户用能源的监测与管理。同时，户用能量控制器可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

Home EMS提供WEB和APP两种访问方式，用于查看光伏、储能、负载的实时状态、监测系统告警、统计用能和收益，并调整运行参数和控制策略，可以通过手机APP查看数据和调整设置。

4.2 平台功能

1）家庭综合管理功能

家庭能源综合概览

展示家庭中光伏、储能和负载的运行情况，实时统计储能充放电、负荷用能、新能源发电，新能源产生的社会和经济效益情况。

综合能源报表

对单个家庭光伏、储能、市电进行分类统计及汇总，包括光伏尖峰平谷发电量及上网量、储能尖峰平谷充放电量和电网尖峰平谷用电量。

综合收益报表

对单个家庭光伏、储能和用电成本及收益进行分类统计及汇总，包括光伏尖峰平谷发电收益及上网收益、储能尖峰平谷充放电成本及收益和电网尖峰平谷电费。

故障报警

记录设备在日常运行中是否超过限制或发生异常的日志，包括但不限于电流、电压、功率和频率等需要监测信号、光伏组件温度过高、逆变器故障、电池温度异常、电池电压异常、SOC异常等，主要记录发生异常的点位、时间、设备、参量、上下限值、报警值和详情等。

支持时间、参数名等列进行数据筛选。

支持导出为EXCEL形式。

将报警信息按照故障、紧急、一般进行分类显示，支持报警数据同环比分析。

2）手机APP

首页

展示家庭地址、天气情况、新能源消纳情况及收益、光伏/储能/负荷情况。

数据监控

展示天气情况、光伏、储能和并网的实时数据及收益情况，支持日/月/年/累计历史数据查看，以曲线形式展示。

数据统计

以月、年统计新能源消纳情况及收益；以日、月、年统计用电情况及新能源占比；统计累计社会效益。

5 投资回报

提高光伏消纳：

实时调节储能充放电，家庭负荷低时，做光伏发电余电的蓄水池；负荷高且光伏发电不足时放电，降低家庭电费；

峰谷价差套利：

利用电网的峰谷电价差帮助家庭用户获取收益，谷电价充电，峰电价放电；

避免电费超量：

家庭用电高峰时，启动储能放电，减少家庭电费开支。如储备电量不足时通过APP推送、短信推送提前预警；

紧急情况下家庭储备电源：

由于多数国家电网供应并不稳定，容易发生停电现象，储能电池常备应急电量，实现家庭用电的无缝运行；

环保数据统计：

各国政府对环保越来越重视，针对未来的碳排补贴，家庭绿电使用对绿色环保的贡献，APP上都可以看到。

6 结语

户用储能系统正变得越来越普及，尤其在那些重视能源独立性、追求节能减排的家庭中。随着技术的发展和成本的进一步降低，预计户用储能系统将在未来发挥更加重要的作用。

审核编辑 黄宇