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家用储能系统如何配合分时电价

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家庭储能 可以利用分时电价,在电价较低时为电池充电,在电价较高时释放储存的能量。

对于装有太阳能电池板的家庭,电池还可以储存白天多余的太阳能发电量,并在晚间高峰时段使用这些能源。对于没有太阳能的家庭,根据当地公用事业规定和系统设置,某些系统可以配置为在非高峰时段从电网充电。

基本操作原理很简单:

低成本电力或过剩太阳能 → 电池储能 → 高成本用电时段

然而,实际节省的费用不仅仅取决于峰谷电价的差额。电池容量、逆变器功率、往返效率、家庭用电模式、备用储备设置、太阳能发电量以及当地电价结构都会影响结果。

对于安装商、分销商和系统集成商而言,理解这种关系至关重要,因为家用储能系统的规模和配置应围绕客户的实际电价和负荷情况进行,而非仅凭电池容量来决定。

什么是分时电价?

分时电价,通常称为TOU电价,将一天划分为不同的定价时段。

客户可能需要根据用电时间支付不同的电价,而不是全天每千瓦时支付相同的价格。

典型的关税可能包括:

  • 电价相对较低的非高峰时段
  • 平峰或肩峰时段,价格适中
  • 电价高峰期

确切的时间窗口因公用事业公司、地区、季节和客户关税而异。

简化的住宅分时电价时间表可能如下所示:

时间段示例电价典型电池策略
00:00–06:000.12元/千瓦时如果允许电网充电,则充电
06:00–16:000.20元/千瓦时利用太阳能给电池充电
16:00–21:000.40元/千瓦时放电
21:00–24:000.18元/千瓦时减少排放或为下一周期做准备

这些电价仅供参考。实际的峰谷电时段和费率可能差异很大。

重要的一点是,电力在一天中的经济价值并非总是相同的。

当峰谷电价差额显著时,在电价较低的时段储存能源,并在电价较高时段使用,可以减少家庭购买昂贵的电网电力的量。

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家庭储能系统如何配合分时电价工作?

家庭储能系统本质上是将电力产生或购买的时间与电力消耗的时间分开。

没有电池,电力通常必须在发电时使用,或者在需要时从电网购买。

有了电池储能,一部分能量就可以从一天中的某个时段转移到另一个时段。

这个过程通常被称为能量转移或负荷转移。

在低成本时段充电

当电价较低时,电池可以充电,为稍后的高价时段做准备。

例如,如果午夜至凌晨 06:00 期间电价便宜,能源管理系统可能会允许电池在此期间充电。

储存的能量可以一直保留,直到电价上涨。

该策略对于以下家庭尤其有用:

  • 大型晚间负荷
  • 白天太阳能发电有限
  • 峰谷电价差较大的分时电价
  • 智能电表和兼容的能源管理系统

并网充电仍需符合当地公用事业公司的要求、电价条件和逆变器配置。

在某些地区,客户只有在电池使用可再生能源充电时才能获得激励或关税优惠。在其他地区,则允许在非高峰时段为电网充电。

安装人员因此应在配置系统前确认当地关税。

白天储存多余的太阳能

对于安装了屋顶太阳能的家庭,其运行策略通常有所不同。

在阳光充足的时段,光伏系统首先满足家庭用电需求。剩余的太阳能发电量可用于给家用电池充电。

简化的能量流可能如下所示:

太阳能光伏→家用负载→电池→并网出口

当太阳能发电量在一天晚些时候下降时,电池可以放电以支持家庭用电。

这在太阳能发电量在中午达到峰值,而电力价格在下午晚些时候或晚上达到峰值时尤其有用。

与其在白天将多余的太阳能导出,然后在晚上购买昂贵的电力,不如家庭可以将更多自发电力储存起来,供高价时段使用。

这可以提高太阳能的自用率,并减少对高峰时段电网用电的依赖。

高峰用电时段放电

最重要的用户协议功能通常是在电价昂贵时段进行电池放电。

考虑一个家庭,其最高电价时段为17:00至21:00。

这段时间也可能恰逢家庭用电高峰,因为居民回家后开始使用:

  • 空调
  • 供暖
  • 烹饪设备
  • 照明
  • 洗衣机
  • 洗碗机
  • 娱乐设备
  • 热泵
  • 电动汽车充电器

如果没有储能,这些负荷中的大部分可能会以高峰电价从电网获得供应。

通过正确配置的家庭储能系统,电池可以为这些负载提供部分或全部电力,直到高峰时段结束或可用电池容量达到其最低充电状态设置。

目标不一定完全消除电网消耗。

在许多项目中,在保持足够的电池储备以满足其他优先事项的同时,降低昂贵的电网消耗更为实用。

典型分时电价电池循环工作原理

一个完整的日常运行周期可能涉及多种不同的能源和运行优先级。

早上好

清晨,经过一夜的低谷充电后,电池可能仍有部分电量。

如果电价保持相对较低的水平,系统可能会保留电池容量,而不是立即放电。

中午

随着太阳能发电量的增加,屋顶光伏为家庭负荷供电。

过量发电可为电池充电。

如果电池达到其目标充电状态,则额外的太阳能可能会导出到电网。

下午好

太阳能产量逐渐下降。

根据设定的策略,系统可能会继续使用太阳能,同时为即将到来的高峰电价时段保留电池。

晚高峰

当峰值电价开始时,电池开始为家庭负荷供电。

因此,在电价最昂贵的时段可以减少电网购电量。

夜晚

高峰期结束后,系统可能会停止放电。

如果启用了非高峰时段充电,充电可能会在电价最低的时段开始。

第二天,循环又开始了。

一旦配置了正确的充电窗口、放电窗口、备用电量和系统优先级,现代储能系统就可以自动化大部分此类操作。

时间电价的简单示例

考虑一个家庭使用大约16千瓦时可用能量的电池。

假设电价包含:

  • 非高峰时段电价:0.12美元/千瓦时
  • 高峰电力:0.40元/千瓦时

假设电池每天将 10 千瓦时 (kWh) 的电量从非高峰时段转移到高峰时段。

名义电价差为:

每千瓦时 0.40 美元 - 每千瓦时 0.12 美元 = 每千瓦时 0.28 美元

如果转移 10 千瓦时:

10千瓦时 × 0.28美元/千瓦时 = 2.80美元/天

365天内,理论上的总差额将约为:

2.80美元 × 365 = 1022美元/年

然而,这不应被解读为保证的年度储蓄。

实际储蓄受到多种因素的影响。

电池效率

电池充电、转换、储存和放电过程中都会损失能量。

因此,家庭通常无法收回为给电池充电而最初使用的每一千瓦时电量。

可用电池容量

标称16kWh的电池可能无法始终提供16kWh用于分时电价转移。

部分容量可能被保留用于备份,或受限于运行的充电状态范围。

家庭消费

如果家庭在高峰时段仅消耗 5 千瓦时,将 10 千瓦时转移到电池中可能带来的额外经济效益很小。

因此,电池应与实际发生高电价时段的负载相匹配。

关税变更

高峰和非高峰价格可能会随季节变化。

公用事业公司也可能在夏季和冬季之间更改高峰时段。

因此,在关税发生变化时,应审查电池策略。

太阳能加电池与电网充电电池在分时电价下的对比

家庭储能系统无论是否有屋顶太阳能,都可以支持分时电价优化,但能量流和经济逻辑有所不同。

太阳能加电池

在光伏加储能系统中,过剩的光伏发电是主要的充电来源。

白天:

太阳能 → 家用电器 → 电池

之后,在价格高昂的时期:

电池 → 家用负载

这种方法可以减少太阳能出口和昂贵的电网购电。

当出口太阳能电力获得的收益远低于高峰时段购买电力的成本时,这一点尤其具有吸引力。

例如,如果多余的太阳能以相对较低的价格出口,但晚上的电力价格昂贵,那么储存这些太阳能可能比立即出口更有价值。

确切的比较取决于当地的上网电价、净计量政策和电价结构。

电网充电电池

家用电池也可以在没有太阳能电池板的情况下使用。

在这种情况下,系统可以在电网成本较低的时段充电,在成本较高的时段放电。

操作逻辑变为:

离峰电网电力 → 电池 → 峰值时段家庭用电

当峰谷电价差足够大,能够弥补转换损耗和电池循环成本时,这就可以说得通了。

然而,电网充电规则差异很大。

安装人员应在配置此运行模式前,确认当地公用事业费率是否允许此运行模式。

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为什么仅电池容量并不能决定分时电价节省的金额

选择家用储能时最常见的错误之一是认为更大的电池会自动带来更大的节省。

电池容量很重要,但它只是系统的一部分。

尖峰电价时段的性能取决于电池容量、逆变器功率、家庭需求以及尖峰电价时段持续时间之间的关系。

高峰期能源消耗

第一个问题是:

家庭在昂贵电价时段实际消耗多少电力?

如果一个家庭在17:00至21:00之间消耗约8千瓦时,那么一个能够可靠供应这些能量的电池可能可以满足大部分高峰时段的用电需求。

安装更多实用的电池容量不一定能带来成比例的额外节省。

逆变器输出功率

能量容量和输出功率是不同的。

电池可能储存了足够整个高峰时段使用的能量,但混合逆变器仍必须能够满足瞬时的家庭用电负荷。

例如,一个16千瓦时的电池搭配一个6千瓦的逆变器,可能就足以支持数小时的运行。

然而,如果家庭用电需求突然达到9千瓦,逆变器不一定能完全从电池供电。

电网仍可能提供剩余电力。

因此,应同时考虑千瓦时容量和千瓦功率。

峰值窗口持续时间

两小时的峰值时段需要与六小时的峰值时段不同的电池策略。

短暂的峰值时段可能需要相对较高的放电功率,但总能量需求较低。

长时间的峰值时段可能需要更大的电池容量,即使瞬时负载适中。

备用储备

许多房主希望电池能够同时提供电力成本优化和备用保护。

如果电池的一部分被预留用于停电,那么这部分容量就无法用于正常的峰谷电价周期。

例如,一个系统可以配置为:

  • 最低备付金20%
  • 80% 可用于日常正常运营

这使得电池在保持应急能源的同时,还能支持分时电价节省。

正确的平衡取决于客户的优先事项。

如何配置家用电池以优化分时电价

良好的时间用电(TOU)配置应从电价和家庭负荷曲线入手,而不是从电池本身入手。

识别电价时段

安装人员应首先确定:

  • 非高峰时段
  • 高峰时段
  • 高峰时段
  • 周末价格
  • 季节性关税差异
  • 电网充电限制

这些设置定义了电池何时充电、等待或放电。

分析家庭负荷曲线

下一步是了解家庭实际用电的时间。

客户可能每日总用电量很高,但在高峰时段的用电量相对较低。

另一户家庭可能在17:00至22:00之间使用大部分电力。

这两户人家不一定需要相同的电池配置。

智能电表数据尤其有用,因为它能显示按时间段划分的实际用量。

确定所需能量偏移

目标是估算应将多少能量从低价值时段转移到高价值时段。

例如,如果家庭在高峰时段消耗约 12 千瓦时,但仍有 4 千瓦时直接由太阳能发电提供,那么电池可能只需要提供剩余的 8 千瓦时。

这为电池容量的确定提供了更现实的基础。

设置充电窗口

系统随后可以被编程为在选定的时段内充电。

充电优先级可能是:

  1. 过剩太阳能发电
  2. 低成本电网电力(在允许的情况下)
  3. 维护所需的备用金

确切的优先级取决于项目。

设置放电窗口

电池应在更换电网供电价值最大时正常放电。

这可能与公用事业公司的峰值费率窗口直接对应。

然而,在某些项目中,放电控制也可以考虑家庭需求。

如果电价在五个小时内保持高位,但大部分家庭用电发生在最初的三个小时内,系统可能会被配置为在这些高负荷时段保留电池能量。

监控并调整策略

交易条款设置不一定需要永远保持不变。

电价、季节性负荷、太阳能发电和家庭行为都可能发生变化。

安装后,系统监控可以帮助确定电池是否:

  • 过早充满电
  • 在高峰期结束前空载运行
  • 保留过多未使用的储备
  • 不必要地从电网充电
  • 在电池容量可用时出口太阳能

这些观察结果可用于完善运营策略。

备用电源如何改变分时电价策略

家用电池通常不止一种用途。

客户可能希望降低电费、提高太阳能自用率以及在停电时获得备用电源。

这些目标有时会相互竞争。

例如,激进的峰谷电价优化策略可能会在每天晚上深度放电电池。

如果深夜发生电网停电,剩余的可用的储能可能非常少。

因此,许多系统都使用最低储备金。

如果电池配置了20%的备用容量,正常的分时电价运行可能只能使用高于该阈值的容量。

当电网正常运行时,电池在电价昂贵时放电,但在达到备用电量水平时停止。

如果发生停电,备用容量将可用于备用负载。

电网不稳定的地区的客户可能更倾向于更高的备用容量。

对于电网服务非常稳定的客户,他们可能更倾向于分配更多的电池容量用于日常能量转移。

正确的设置取决于客户的优先事项是:

  • 降低电费
  • 备份保护
  • 太阳能自发自用
  • 三者平衡

在分时电价下,家庭储能何时最划算?

分时电价优化并非对每个家庭都具有同等价值。

几个条件可以显著改善经济效益。

峰值和非峰值价格之间存在巨大差异

价格差异越大,能源转移的价值就越高。

如果非高峰时段电价为每千瓦时 0.15 美元,高峰时段电价为每千瓦时 0.17 美元,那么机会相对较小。

如果差额更大,电池储能可能在降低电费方面具有更大的潜力。

家庭需求出现在高峰期

如果家庭在高峰时段几乎不使用电力,那么高昂的高峰电价带来的好处微乎其微。

晚间用电量大的住宅通常更适合进行分时电价优化。

太阳能发电和峰值用电发生在不同时间

太阳能系统通常在中午时段发电量最大。

下午晚些时候或晚上,居民用电需求可能会上升。

电池通过储存中午的太阳能供以后使用来弥合这一时间差。

太阳能出口补偿相对较低

在出口太阳能电力获得的补偿远低于进口高峰电力成本的情况下,增加自发自用可能会更具吸引力。

电池可以将白天多余的太阳能储存起来,供晚上使用。

智能能源管理已上线

自动控制很重要。

能够围绕电价时段安排充电和放电的电池系统,比需要反复手动调整的系统响应更有效。

何时使用分时电价电池运行可能益处较少?

同样重要的是要认识到分时电价优化可能价值有限。

全天电价几乎相同

如果电价峰谷差价不大,那么转移用电的经济效益就会降低。

峰值消耗非常低

如果家庭在电价昂贵时已经用电很少,那么电池可能没有多少高成本的用电可以替代。

电池主要用于备用

希望保留 80% 或 90% 电量以备不时之需的客户,其用于日常分时用电的可用容量可能相对较少。

出口补偿高

在某些关税结构下,出口太阳能的价值可能与储存太阳能的价值相似。

因此,最优策略应同时基于进口和出口电价。

电池循环未得到妥善优化

从电网以一种价格充电,以另一种价格放电,并不能自动保证节省费用。

还应考虑转换损耗和不必要的循环。

安装人员在设置分时用电操作前应检查什么?

对于安装人员和系统集成商而言,在配置电池之前收集准确的项目信息是最重要的一步。

关键信息包括:

公用事业费率

确认:

  • 峰值速率
  • 非高峰时段
  • 高峰时段
  • 季节性日程
  • 周末安排
  • 出口补偿
  • 电网充电规则

家庭消费

评论:

  • 每日总用电量
  • 高峰期消费
  • 最大瞬时负荷
  • 大型家电
  • 热泵运行
  • 电动汽车充电计划

太阳系

如果安装了光伏,请确认:

  • 光伏阵列容量
  • 典型日间产量
  • 过剩太阳能发电
  • 现有逆变器配置

电池容量

确定在考虑最低SOC和备用储备后,有多少可用电池能量。

逆变器功率

检查是否 逆变器 可支持高峰时段的预期家庭负荷。

大型电池与小型逆变器组合可能无法完全满足峰值电网需求。

备份要求

请问您购买电池主要用于:

  • 每日节省
  • 紧急备用
  • 太阳能自发自用
  • 所有三个函数

这决定了电池可以循环使用的激进程度。

工厂测试车间

KUVO家用储能如何支持分时电价应用

对于住宅储能项目,系统设计应匹配客户的实际用电量,而不是对每户家庭应用相同的配置。

KUVO 家庭储能 这些解决方案可用于结合太阳能自用、电池备用和计划能源管理的应用程序。

根据项目配置,系统可能被设计为:

  • 储存多余的太阳能发电
  • 将能源消耗转移到不同计费时段
  • 减少高峰期电网进口
  • 保持备用储备
  • 支持不同的家庭负载剖面
  • 协调电池容量与混合逆变器输出

对于分销商、EPC公司、安装商和系统集成商而言,因此,关键问题不再仅仅是客户想要多少千瓦时的电池容量。

一个更有用的起点是理解:

客户何时用电,此时电价多少,应转移多少电量?

一旦这些问题得到解答,电池容量、逆变器功率、备用设置和运行计划就可以更准确地选择。

常见问题解答

家用电池可以在非高峰时段从电网充电吗?

是的,许多电池系统在技术上都能够进行计划性电网充电。

然而,电网充电是否应该或能够使用,取决于当地的电价、公用事业法规、激励计划以及系统配置。

安装人员应在启用此功能前确认当地要求。

家用储能系统可以在没有太阳能电池板的情况下省钱吗?

有可能,是的。

家用电池可以在电价较低时充电,在电价较高时放电。

这是否能带来有意义的节约,主要取决于峰谷电价差、系统效率、电池循环寿命以及家庭用电模式。

电池是否应该总是在非高峰时段充电至 100%?

Not necessarily.

目标荷电状态应取决于预期的峰值消耗、太阳能发电量、电池运行限制和备用需求。

在昂贵的电价时段内充电的电量超过家庭可能使用的量,可能不会带来额外的经济价值。

如果分时电价随季节变化会怎样?

充电和放电计划可能需要调整。

一些公用事业公司在夏季和冬季使用不同的高峰时段。

因此,在七月行之有效的电池策略在一月可能并非最优。

具有灵活调度能力的系统可以在关税周期变化时进行重新配置。

储存太阳能还是购买非高峰时段电力更好?

每个项目都没有唯一的答案。

比较取决于:

  • 太阳能出口补偿
  • 非高峰电价
  • 峰值电价
  • 可用太阳能发电
  • 电池效率
  • 电网充电规则

在许多太阳能加储能项目中,多余的太阳能被用作主要的充电源,而在允许的情况下,可以选择性地使用非高峰时段的电网充电。

用于分时电价的电池应该多大?

电池容量通常应根据家庭希望在不同电价时段转移的电量来确定。

一个有用的起点是测量高峰时段的电力消耗,然后考虑太阳能发电量、逆变器功率、备用容量和可用电池容量。

如果额外容量很少使用,更大的电池不一定更经济。

电池能否完全消除高峰时段的电网用电?

在一些家庭中这或许可行,但并非总是必要或经济的。

结果取决于电池容量、逆变器输出功率、家庭用电需求、高峰期持续时间以及备用设置。

在许多系统中,减少电网峰值用电比完全消除它能提供更好的平衡。

分时电价运行是否影响备用电源可用性?

是的。

用于日常分时用电的能源,除非有足够的备用容量剩余,否则将不再可用于备用。

因此,许多房主会保留最低的电池充电状态以备停电之需。

储备水平应反映客户在节约用电和备用安全之间的平衡。

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