户用光储系统解决方案Home ems：能源转型下的家庭智慧能源革命—安科瑞顾城

摘要：在气候变化与碳中和目标的推动下，全球能源结构正加速向可再生能源转型。传统集中式能源系统因碳排放高、灵活性差等问题，逐渐被分布式能源取代。光伏发电作为贴近用侧的清洁能源形式，近年来成本下降显著（2023年光伏组件价格较10年前下降80%），全球户用光伏装机量激增

一、背景：全球能源转型与户储的崛起

在气候变化与碳中和目标的推动下，全球能源结构正加速向可再生能源转型。传统集中式能源系统因碳排放高、灵活性差等问题，逐渐被分布式能源取代。光伏发电作为贴近用侧的清洁能源形式，近年来成本下降显著（2023年光伏组件价格较10年前下降80%），全球户用光伏装机量激增。然而，光伏发电的间歇性（如夜间、阴雨天无法发电）催生了储能需求，户用光储系统（Residential PV+ESS）应运而生。

政策驱动与技术成熟双轮推动：

各国补贴政策：德国通过“光伏+储能”补贴计划，家庭安装储能系统可获至高30%成本返还；美国《通胀削减法案》延长ITC税收抵免至2034年，覆盖储能设备；中国“整县推进”政策加速分布式光伏与储能结合。

电池成本下降：锂电成本从2013年的684美元/kWh降至2023年的139美元/kWh（BloombergNEF数据），推动户储经济性提升。

二、户储的多维度价值：从经济性到碳中和的赋能

2.1经济性：家庭能源支出的“节流+开源”

降低电费开支：利用峰谷套利分时电价机制，在电价低谷时段（如夜间）为储能充电，高峰时段（如傍晚）放电自用。光伏发电优先供家庭使用，自发自用，余电储存而非低价上网。

参与电力市场创收：家庭储能可聚合参与虚拟电厂（VPP）电网调频、需求响应。余电共享，可通过区块链平台将多余电力卖给邻居。

2.2能源独立性：摆脱对传统电网的依赖

应对恶劣天气与停电风险：美国得州2021年寒潮期间，配备户储的家庭可维持3-5天基本用电，而依赖电网的用户遭遇长达一周的停电。

离网与微网场景支持：偏远地区无需接入电网，通过“光伏+储能”实现自给自足。

2.3环保价值：家庭减碳的“小单元”

直接减少碳排放：一套10kW户储系统每年可减少10-12吨CO₂排放。

推动可再生能源消纳：储能解决光伏“昼发夜无”的间歇性问题，提升绿电利用率。

2.4技术进步与智能化：未来家庭的能源“大脑”

AI驱动的能源管理：通过机器学习预测家庭用电行为，动态优化储能策略。

模块化与可扩展性：兼容多种能源输入（光伏、风电、柴油发电机），满足多元化场景需求。

2.5政策与社会价值：能源革命的“细胞工程”

国家战略支持：中国“十四五”新型储能实施方案明确鼓励“光伏+储能”一体化，2025年户储装机目标10GW。

乡村振兴与能源公平：中国西部农村推广“光伏+储能+灌溉”模式，降低农业用电成本40%，助力共同富裕。

三、Home EMS户储系统解决方案

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。

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优化经济运行，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。