用光储系统解决方案智能化管理介绍

安科瑞 徐浩竣

江苏安科瑞电器制造有限公司

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随着全球能源结构的转型和“碳达峰、碳中和”目标的提出，家庭用户对高效、环保、智能的能源解决方案需求日益增长。安科瑞电气股份有限公司推出的EMS户用光储系统解决方案，正是针对家庭用户用电量少、用户数多、组成复杂的特性，提供了一套集光伏、储能、监测、管理于一体的综合能源管理系统。本文将详细介绍安科瑞EMS户用光储系统解决方案的组成、功能及其带来的多重收益。

安科瑞EMS户用光储系统主要由光伏系统、储能系统、家庭负载和户用能量控制器等部分组成。

光伏系统利用太阳能电池板将太阳能转化为直流电，是家庭绿色能源的主要来源。光伏系统不仅减少了家庭对电网的依赖，还实现了能源的可持续发展。

储能系统包括储能电池和储能逆变器，用于存储光伏系统产生的多余电能或在电网停电时提供应急电源。储能逆变器则将电池的直流电转换为交流电，供家庭负载使用或并入电网。

家庭负载包括照明系统、空调和暖气、洗衣房设备、安防系统、汽车充电桩等各类电器和设备。户用光储系统通过智能调度，优化这些负载的用电方式，实现能源的最大化利用。

户用能量控制器是系统的核心部件，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，实现对光伏、储能、负载的实时监测、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。

二、背景和需求

全球光储一体化趋势明显，家庭储能市场潜力巨大，尤其在光伏持续发展和渗透率提升的背景下，户用光储一体化成为主流发展方向，户用光储系统兴起的主要因素包括以下几点：

Ø 电价波动：能源价格变化引发电价上涨。

Ø 环境保护意识增强：户用光储系统提供了清洁、可再生的能源来源。

Ø 政策支持和补贴：许多国家和地区提供税收减免、补贴和其他激励措施。

Ø 建设成本下降：光伏板和电池的成本显著降低，户用光储系统更加经济实惠。

Ø 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。

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。

三、系统设计范围

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。

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。

Ø 光储系统

l 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。

Ø 电网与家庭负载

l 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）。

l 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。

Ø 户用能量控制器

l 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。

三、安科瑞Home EMS解决方案

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。

家庭用户的收益包括：

1. 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；

2. 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；

3. 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、****推送提前预警；

4. 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；

5. 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。

四、多重收益

通过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。

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，实现家庭电费的进一步节省。

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、****推送提前预警，帮助用户合理安排用电。

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，提高家庭用电的可靠性和安全性。

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可以在APP上查看，增强用户的环保意识和社会责任感。

五、相关硬件

六、总结

安科瑞EMS户用光储系统解决方案通过智能化管理，实现了家庭能源的高效利用和节约。系统不仅提高了家庭用户的用电体验和经济收益，还为推动能源转型和实现“碳达峰、碳中和”目标贡献了力量。随着技术的不断进步和市场需求的持续增长，安科瑞EMS户用光储系统解决方案将在更多家庭中得到广泛应用和推广。