Hallo ihr lieben Menschen,
Seit langem geplant und nun endlich mal schnell umgesetzt:
- Plugin-Solaranlage auf L3
- 1,8 kW Warmwasserboiler an nem Triac zur Wellenpaketsteuerung auf L1
Stromzähler: ISKRA MT175, digitaler Zweirichtungszähler,
Phasensaldierend.
Zählwerke:
1.8.0 Verbrauch
2.8.0 Einspeisung
zusätzlich über SML:
16.7.0 (Momentanleistung, gesamt, mit Vorzeichen)
36.7.0 (Momentanleistung L1)
56.7.0 (Momentanleistung L2)
76.7.0 (Momentanleistung L3)
Stromzähler wird über ne Fotodiode ausgelesen. Das ganze integriert in
ein Hausbus-System (https://github.com/NerdyProjects/HouseBusNode),
sprich vernetzte Mikrocontroller für Stromzähler und Warmwasserboiler.
Versuch 1: Regelung des Boilers gegen 16.7.0:
Funktioniert ganz gut, allerdings nur bis zu einer Periodendauer der
Wellenpaketsteuerung bis etwa 15 Halbwellen (150ms). Bei längeren
Perioden zeigt der Zähler auf den Momentanleistungsanzeigen Mist an:
Meistens garnichts, ab und zu mal nen Peak.
Versuch 2: Regelung des Boilers gegen Ableitung 1.8.0 - Ableitung 2.8.0
(also Momentanleistungsberechnung aus den Steigungen der Zählwerke):
Funktioniert bis zu einer Periodendauer von etwa 80 Halbwellen (800 ms)
ganz gut. Weiterhin zeigt sich, dass die Momentanleistungszähler nurnoch
Mist anzeigen - der Boiler Verbrauch taucht hier nie auf, die Summe ist
also ständig negativ (Einspeisung) obwohl die Zählwerke anderes sagen.
Weitere Erkenntnis: Die Zählwerke haben eine gewisse Totzeit, die
vermutlich in "Energie" funktioniert:
Der Stromzähler scheint die Energie für eine gewisse Zeit aufzusummieren
und fügt sie dann je nach Vorzeichen einem der Zähler hinzu. 0,1 Wh
sollte das sein.
Das bedeutet für den Regler: Die meiste Zeit sind die Differenzen von
1.8.0 und 2.8.0 0, ab und zu kommt ein Peak.
Der implementierte Regler ist ein einfacher PI Regler, I Summe auf 0
bzw. 100 begrenzt, Ausgang ist direkt der Dutycycle der
Wellenpaketsteuerung von 0-100. Regelziel: Verbrauch 30W. Funktioniert
ganz gut, so um die 50-80Wh am Tag werden eingespeist, der Rest landet
im Boiler. Dauerverbrauch so um die 20-40W, Nachregelung ist recht flott
(wenige Sekunden bis Regelziel stabil erreicht), durch die Auflösung der
Zählwerke und die "Totphase" schwingts ein bisschen, weil der P-Anteil
alle ~7-10 Sekunden einen Peak nach unten einbaut, aber das stört ja
nicht wirklich...
Hier auch wieder: Die Obis Pakete vom Stromzähler kommen in
unterschiedlichen Intervallen die vom Zählwerk abhängen. Minimal etwa
alle 3-4 Sekunden, maximal etwas öfter als 1x pro Sekunde.
Ich schreibe das deswegen hier zusammen, weil ich mich vor nem Jahr nen
Wolf zu Informationen zum Verhalten der Zählwerke mit
Wellenpaketsteuerung gesucht hab. Außerdem würde ich es als "Bug" bzw.
Faulheit der Softwareentwickler bezeichnen, dass die
Momentanleistungszähler offensichtlich nicht über nen gewissen Zeitraum
(idealerweise den gleichen wie die Zählwerke) integrieren, sondern
einfach wirklich "Momentanleistungen" zu gewissen Zeitpunkten ausgeben -
und dabei voll ins Aliasing der Wellenpakete fallen (können).
Natürlich weiß ich nicht, in wiefern diese Daten auf andere Stromzähler
übertragbar sind :-)
Apropos: In meinem Kopf ist es nicht ganz klar, ob das jetzt eigentlich
"gut" oder "schlecht" für das Netz ist, was ich da mache:
a) auf anderer Phase einspeisen wie Verbrauchen -> Sollte ja eigentlich
Schieflast erhöhen
b) Wellenpaketsteuerung generell: Sie folgt ja der Einspeisung - sollte
also eigentlich das Netz entlasten. Aber was für Regelelemente im
Stromnetz "glätten" das eigentlich? Kann man sich da ne
Generatorschwungmasse vorstellen, die das nicht weiter stört, wenn ein
paar Halbwellen die Last größer ist?
c) Meine Wellenpaketsteuerung ist gerade nicht Netzsynchron, ich hab
einfach nen 5ms Timer im Controller. Dazu gibts die
Nulldurchgangserkennung des MOC3063, also ab und zu lieg ich wohl mal ne
Halbwelle daneben... Das hat jetzt erstmal keine Auswirkung, aber die
erzeugte Last ist halt nicht garantiert symmetrisch über
positive/negative Halbwellen.
... und was soll die Verkabelung mit der Solaranlage auf L3 und dem
Boiler auf L1? Willst Du den Stromnetzbetreiber und die verbliebenen
drei Großkraftwerksgeneratoren mit der Schieflast ärgen oder was soll
das werden?
Wenn Du einen Controller beschäftigst, sollte es kein Problem sein,
"Netzsynchron" zu bleiben. Vor allem, wenn Du heizen willst und weder
schnell noch supergenau sein musst.
Kann es sein, dass Du wie schon viele Deiner Vorgänger im
Mikrosekundenbereich, aufs 1/100° genau regeln musst?
Das ein elektronischer Zähler, der nur ein Packet zum Futtern bekommt,
Fahrkarten anzeigt, sollte auch Dir klar sein. Diese Situation ist aber
normal, wenn nur noch ein 1/100° bis zum Erreichen der Solltemperatur
fehlt und die Untergrenze nur 2/100° darunterliegt.
Hallo Matthias,
danke für die ausführlichen Infos! Hättest Du das nicht schon vor einem
Jahr posten können ;-) Hätte ich mir meine Bastelei sparen können.. Für
mein System (E-Patronen im Pufferspeicher) habe ich keinen kommerziellen
Stromzähler genommen, eben wegen der Momentan-Messproblematik. Dafür
kommen 3 preiswerte SCT-013 Sensoren zum Einsatz. Das Prinzip ist aber
das gleiche: Momentanverbrauch (saldierend) messen und per PI-Regler die
E_Patronen ansteuern. Meine Erfahrung ist: eine Periodendauer von 0,2s
(20 Halbwellen) ist ein guter Kompromiss zwischen Zählermessung (des
Energieversorgers) und Regelgenauigkeit. Das Ganze läuft jetzt stabil.
Habe ich dokumentiert unter
[[http://www.haus-computer.de/files/Hauscomputer_Hardware_Bd2.pdf]]
Ist natürlich nicht so schnell wie Deine Variante..
Ich denke, Nulldurchgangserkennung und Solar&E-Patronen an der gleichen
Phase sollten keine Kraftwerke zum Absturz bringen ;-)
Könnt ihr mich mal aufklären was ihr damit erreichen wollt?
Ich habe eine Solaranlage die z.B. 500 Watt an Leistung ins Netz abgibt
und einen Boiler mit z.B. 2kW.
Jetzt schaltet ihr alle 1000 ms den Boiler für 250ms ein?
Was wollt ihr damit erreichen? Das der externe Stromverbrauch auf 0
sinkt?
Macht er aber nicht, ihr braucht 250ms lang 1,5 kW aus dem Netz und
speist 750ms lang 500 Watt ins Netz ein.
Udo S. schrieb:> Macht er aber nicht, ihr braucht 250ms lang 1,5 kW aus dem Netz und> speist 750ms lang 500 Watt ins Netz ein.
Ja, Udo, bei 750/250ms da hast Du recht! Bei mir ist ein saldierender
Zähler verbaut, der innerhalb von ca. 0,1..0,5s zusammenzählt. Ist auch
logisch, dass intern im Zähler über eine gewisse Zeit eine Speicherung
der einzelnen Phasen erfolgt, sonst könnte man 3 Phasen nicht korrekt
summieren, da die maximale (momentane) Wirkleistung ja zeitversetzt
(120°) auftritt. Daher hat meine Schwingungspaketsteuerung auch eine
Periodendauer von nur 0,2s - und der geeichte Zähler macht nachweisbar
die gewünschte Differenz zwischen Erzeugung und Verbrauch ;-) Ich gebe
Dir aber recht, das Ganze hängt viel vom internen Aufbau des EVU Zählers
ab. Letztlich ging es mir aber darum, möglichst wenig ins Netz
zurückzuspeisen, da bei 2kW auf dem Dach sich der Aufwand mit dem
Finanzamt nicht lohnt und ein Pufferspeicher war ohnehin schon
vorhanden, sodass nur eine E-Patrone mit der genannten Steuerung dazu
kam.
Wie kannst du beim ISKRA MT175 SML aktivieren? Ich lese den derzeit über
die optische Schnittstelle aus, habe aber noch nie gehört, dass dieser
auch die Momentanwerte liefern könnte.
Das Problem mit der Zählweise der elektronischen Zähler ist wirklich
nicht einfach. Nach Analyse meiner bisherigen Werte habe ich die
Zykluszeit der Wellenpaketsteuerung nun auf 0,1s gesenkt (also nur noch
10 Halbwellen). Da die Ansteuerung per RP1A2305 (5A, schaltet nur im
Nulldurchgang) erfolgt, muss man damit auch einen Fehler in der
Ansteuerung von 10% hinnehmen.
So, heute schien super die Sonne und meine Wellenpaketsteuerung hat
präzise Werte geliefert: Die E-Patronen haben in 2 Stunden 0,98 kWh
"verbraucht", während der Verbrauchszähler (1.8.0) nur 0,1kWh und der
Rückspeisezähler (2.8.0) 0,2kWh im gleichen Zeitraum angezeigt haben.
Der Sollwert für den Regler stand auf "-170W" und die E-Patrone hat fast
die gesamte Zeit mit 50% getaktet. Die Fehlerrechnung zeigt, dass somit
der elektronische Zähler EasyMetec Q3MA mit einer Saldierungszeit von
>=0,08s arbeitet, wahrscheinlich aber >=0,09s. Die 1:1 Taktung der
E-Patrone über einen längeren Zeitraum war Voraussetzung für die präzise
Messung.
Die gewählte Zykluszeit von 0,1s für die PWM ist somit eine einfache
Möglichkeit (störungsfrei) überschüssige Solarenergie umzuleiten...
Uwe schrieb:> Das Problem mit der Zählweise der elektronischen Zähler ist wirklich> nicht einfach. Nach Analyse meiner bisherigen Werte habe ich die> Zykluszeit der Wellenpaketsteuerung nun auf 0,1s gesenkt (
Warum nicht einfach Phasenanschnitt ?
Deine Wellenpaketsteuerung ist vom Energieversorger genau so verboten
aka wenig erwünscht wie Phasenanschnitt.
Bei Heizungen muss die Wellenpaketsteuerung möglichst gleichstromfrei
und mit einer Zykluszeit grösser 4 Sekunden sein, siehe
Ceran-Leistungstegler.
Wenn dir das eh scheissegal ist und du nur deinen Zähler befriedigen
willst, kannst du gleich Phasenanschnitt nutzen. Der Anschiss durch den
Energieversorger wenn der die Ursache sucht warum seine Netzqualität so
schlecht ist überdie sich immer mehr Kunden beschweren wird genau gleich
gross sein: bau den Scheiss ab, sonst trennen wir dich vom Netz.
MaWin schrieb:> Deine Wellenpaketsteuerung ist vom Energieversorger genau so verboten> aka wenig erwünscht wie Phasenanschnitt.
Wo finde ich das beim Energieversorger, in meinem Fall Westnetz? Denn
der Ohmpilot / my-pv machen dieses verfahren IMHO mit 3kW auf einer
Phase, legal?
Grüße
Mr.T schrieb:> Wo finde ich das beim Energieversorger, in meinem Fall Westnetz
Der wird kein privates Limit haben, sondern ebenso wie alle anderen
deutschen und europäischen Stromversorger Spannungsqualitätsnorm EN
50160 einhalten müssen.
Mr.T schrieb:> MaWin schrieb:>> Deine Wellenpaketsteuerung ist vom Energieversorger genau so verboten>> aka wenig erwünscht wie Phasenanschnitt.>> Wo finde ich das beim Energieversorger, in meinem Fall Westnetz? Denn> der Ohmpilot / my-pv machen dieses verfahren IMHO mit 3kW auf einer> Phase, legal?>> Grüße
Nein, der Ohmpilot macht das mit PWM und hat dafür eine Aktive PFC
eingebaut. Genau das macht es ja legal, weil damit nach außen hin keine
Verzerrungen auf die eine oder drei Phasen kommen. Dem Heizstab ist
völlig egal ob er mit hochfrequentem Strom oder DC gespeist wird....
Andi B. schrieb:> Wie kannst du beim ISKRA MT175 SML aktivieren? Ich lese den derzeit über> die optische Schnittstelle aus, habe aber noch nie gehört, dass dieser> auch die Momentanwerte liefern könnte.
Ich habe es auch nicht geschafft, dass meiner den Momentanverbrauch
ausgibt. Ich habe es noch nicht mal geschafft ihn auf mehr als 300 Baud
zu stellen. Und damit dauert eine Ausgabe (mit allen unwichtigen Werten)
circa 20 Sekunden.
Matthias X. schrieb:> Andi B. schrieb:>> Wie kannst du beim ISKRA MT175 SML aktivieren? Ich lese den derzeit über>> die optische Schnittstelle aus, habe aber noch nie gehört, dass dieser>> auch die Momentanwerte liefern könnte.>> Ich habe es auch nicht geschafft, dass meiner den Momentanverbrauch> ausgibt. Ich habe es noch nicht mal geschafft ihn auf mehr als 300 Baud> zu stellen. Und damit dauert eine Ausgabe (mit allen unwichtigen Werten)> circa 20 Sekunden.
Baudrate umschalten geht schon. Ein ZOC Script dazu steht hier
https://wiki.volkszaehler.org/hardware/channels/meters/power/edl-ehz/iskraemeco_mt174
. Sollte selbsterklärend sein.
Das habe ich versucht. Hat aber nicht geklappt. Ich habe es aber auch
nur mit HTerm händisch versucht. Ich habe versucht es in 2 Sekunden
hinzubekommen, aber vielleicht war es wirklich eine Timing Geschichte.
Aufgegeben habe ich, als ich gemerkt habe, dass keine Momentanleistung
ankommt.
