Smarthome 2.0 ... Einschalten devices bei maximaler Speicherladung

[liZErd]

Ok, bin gespannt. Ich hätte Angst dass ein falsches/zu niedriges Pmax ermittelt und dann das Smart Home Gerät bei zu geringer Leistung schon eingeschaltet wird, außerdem ist der Wert bei jedem Reboot weg. Im Endeffekt könnte man auch einfach den Wert fix eintragen oder einen Schieber verwenden, mit 0W Maximalleistung deaktiviert die Option, ähnlich wie bei der SoC Grenze.

Was meinst du zu den Überlegungen aus meiner vorigen Nachricht? Damit müssten wir ganz ohne Kenntnis von Pmax auskommen.

Lg

[okaegi]

Ah jetzt hab ich es richtig verstanden, bei Fall 3 und 4 wird erst dann Überschuss gerechnet wenn du eine kleine Einspeisung hast, weil ja dann der Speicher alles abschöpft (und somit voll lädt) . Ich denke das müsste auch funktionieren. Hier ist auch der Vorteil das wir keinen zusätzlichen Parameter brauchen. Ich denke deinen Vorschlag nehmen wir als Plan b wenn jetzt der implementierte Weg (mit dem gleitenden Speichermaximalladung) nicht läuft.
Ich bin derweilen sehr auf den Test gespannt...
GrusscOliver

[liZErd]

Ja genau, so habe ich es gemeint. Wenn das Smart Home Device immer auf eine leichte Einspeisung regelt ist ja sicher, dass der Speicher mit maximaler Leistung lädt, sonst gäbe es keine Einspeisung. So könnte man sauber nachregeln ohne dem Speicher Leistung "wegzunehmen".
Das wäre quasi näher dran am "Physikalischen" und würde sich nicht an einer festen maximalen Ladeleistung orientieren, die ja z.B. bei kaltem Speicher auch mal kleiner sein kann als der ermittelte oder eingestellte Wert.

In diesem Fall nimmt die ÜBerschussberechnung ja dann einen "falschen" Fixwert für die Speicherladung an und die Regelung wird ggf instabil?

Ueberschuss = Evu (bezug (-) / einspeisung (+))
+ Speicher (ladung (+) / entladung (-))
- maximale mögliche Speicherladung (immer +)

Bin gespannt was beim Test rauskommt!

[okaegi]

Hier haben wir die ersten Ergebnisse (Einschalten bei maximaler Speicherladung):

Der Heizstab hat eine Einschaltschwelle von 2100 und Speicherbeachtung beim Einschalten von 80%.

Es geht ja nun drum in einer frisch gestarteten Openwb das Speicherlademaximum zu ermitteln, damit der Heizstabe bei eine Speichersoc unter 80% nur dann eingeschaltet wird, wenn der Speicher mit maximaler Leistung lädt (bei meinem E3DC so um 4200 Watt). Beim Starten vom smarthomehandler ist der Wert Moment auf 100 Watt gesetzt.

Ich hatte dein Heizstab zuerst mit einer Einschaltschwelle von 2100 und einer Einschaltverzögerung von 1 Minute parametrisiert.
Meine Beobachtungen:
1) Dort wo die Pfeile sind , hat der Heizstab nach einer Minute warten eingeschaltet. Der Speicher hat trotz heftiger Einspeisung um 12:06 (cirka 4000 Watt) nicht daran gedacht seine Ladungsleistung von 2000 Watt zu erhöhen. Somit sprang nach einer Minute der Heizstab an.
2) Erst als ich die Einschaltverzögerung vom Heizstab auf 2 Minuten gesetzt habe, hat der Speicher dann so um 12:32 entschieden seine Ladeleistung zu verdoppeln.


Bei der vorgeschlagen Lösung von LIZerd hätten wir die gleiche Situation. Dadurch das der Speicher nicht sofort anspringt und seine Ladeleistung erhöht, finden eine Einspeisung um 12:06 (cirka 4000 Watt) statt die dann auch das Smarthomedevice triggern würde.

Ich sehe grob folgende Lösungsvorschläge:
a) Wir lassen es so wie es ist, und die Einschalteverzögerung vom Smarthomedevice muss für diese Geräte (also die mit Speicherbeachten beim Einschalten > 0 sind auf einen vernünftigen Wert gesetzt werden die die Verzögerung vom Speicherberücksichtigt, so dass der Speicher immer zuerst den Überschuss nimmt)
b) Oder wir haben irgendwo einen vorgegeben Wert der das Minimum der Speicherladeleistung beinhaltet (z.b. bei mir 4000 Watt). Dieser Wert würde dann als Startwert für den Smarthomehandler dienen. Wenn der Speicher höhere Ladeleistung hat würde für diese OpenWb Session der Wert analog heute erhöht. Wenn Openwb frisch gestartet würde, würde es wieder mit den 4000 Watt anfangen...

Was meint ihr ?
Gruss Oliver
P.S.: Ich war etwas überrascht wie träge der Speicher reagiert, vielleicht langer Winterschlaf ?

[liZErd]

Hi Oliver,

das ist genau das was ich meinte, dass das Speicher Pmax vermutlich nicht immer konstant auf einem Wert liegt (wsl hauptsächlich Temperatureinfluss, und was dem BMS noch so einfällt).

Bei der vorgeschlagen Lösung von LIZerd hätten wir die gleiche Situation. Dadurch das der Speicher nicht sofort anspringt und seine Ladeleistung erhöht, finden eine Einspeisung um 12:06 (cirka 4000 Watt) statt die dann auch das Smarthomedevice triggern würde.

Dem muss ich zumindest teilweise energisch widersprechen. Smarthomedevice springt zwar an, ja, aber dann funktioniert die Nachregelung so, dass der Speicher immer mit seinem aktuell zulässigen Pmax lädt! Das ist ja genau das was wir wollen.

Ich erkläre es nochmal mit den besagten 4 Fällen, hoffe es wird klar was ich meine:

Fall 1: Einschalten rein durch Betrachtung der EVU-Einspeisung, hier 4000W -> gewollt
Fall 3,4: Nachregeln des Heizstabs so, dass immer eine kleine Einspeisung vorhanden ist. Größenordnung 100W, auf jeden Fall so groß dass der Speicher es als wert erachtet, sich die EVU-Einspeisung zu schnappen.
- Aktuelles Speicher Pmax nicht erreicht: Speicher sieht 100W Einspeisung, und beschließt, mit 100W zusätzlich zu laden. EVU sinkt auf 0W, Heizstab muss Leistung reduzieren damit wieder Einspeisung 100W. Auf diese Weise erhöht sich in jedem Regelintervall die Speicherladeleistung, bis er mit Pmax lädt, also nicht mehr Leistung aufnehmen kann.
- Steigt die Einspeisung über 100W, holt sich erst mal der Heizstab alles was darüber liegt.
- Sinkt die Einspeisung unter 100W, verringert der Heizstab seine Leistung ggf. bis zum Bezug, ab dann regelt auch der Speicher seine Ladeleistung runter.
[Fall 2: Ausschalten wenn Bezug + Entladung über Ausschaltschwelle, in dieser Argumentation nicht relevant]

Halte diese Methode für failsafe und wir brauchen keinerlei einzustellende oder zu ermittelnde Parameter. Einzige Herausforderung ist den Offset für die Mindesteinspeisung (in obigem Beispiel 100W) so groß wie nötig zu definieren dass der Speicher reagiert, aber so klein wie möglich, dass nicht unnötig eingespeist wird.

[okaegi]

Spannendes Thema. Ich glaube hier gibt es andere Probleme:
Mein fester Heizstab hat 2100 Einschaltschwelle und bei 50 Bezug Ausschaltschwelle.
Wenn wir nun den Überschuss so rechnen , dass immer ein Einspeisung passieren soll (Natürlich nur wenn der Einschaltsoc noch nicht erreicht ist ) passiert m.e folgendes:
Wenn Überschuss am Evu Punkt 2500 Watt ist, springt der Heizstab an und nimmt sich 2100 Watt.
Dann hätten wir am Evu Punkt 400 Watt Einspeisung übrig.
Wir nehmen 100 Watt als Reserve und rechnen intern mit Überschuss von 300 Watt.
Der Speicher regelt nun nach und erhöht seine Leistung so lange bis das die 400 Watt geladen werden. Dann würden wir intern mit Überzug von - 100 rechnen und der Heizstab fliegt raus. Das funktioniert.
Aber Was passiert wenn ich meinen Heizstab auf 150 Watt Bezug Ausschaltschwelle gestellt habe ?
Dann würde er nicht ausstellen , sondern weiterlaufen und der Speicher würde nicht mehr laden.
Dann hätten wir hier die Situation, dass die Abschaltschwelle von Smarthomedevice nicht kleiner als die Reserve sein darf, respektive die Reserve müsste dann einstellbar sein. Ich glaube das die Lösung auch funktioniert, wir dann aber das gleiche Problem bezüglich Parameter haben.

Was ich vorschlage ist das wir nicht den maximale Speicherladung definieren (da die ja durchaus variable ist), sondern nur den Startwert, der sich dann selber nachregelt. (Bei mir sind es so 4200 Watt, ich würde den Parameter auf 3800 Watt setzen).
Gruss Oliver
(P.S. finde die Diskussion hier sehr konstruktiv und suche immer noch die beste Lösung die man dann noch vermitteln kann)

[liZErd]

Hi Oliver,

ja, seh ich genau wie du, spannendes Thema und wie immer eine konstruktive Diskussion auf der Suche nach der besten Lösung!
Am Startwert sehe ich problematisch, dass dieser immer mindestes gleich dem Startwert ist (wie bei dir 3800W), und folglich nicht auf kleinere Maximalleistungen absinken kann (wie bei dir im Realbetrieb 2000W). Die Differenz (hier 1800W) Überschuss gehen dann verloren.

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Zu deinem Beispiel: Du argumentierst mit Ein/Ausschaltschwelle (Fall 1 & 2), ich meinte aber das Nachregeln im Betrieb (Fall 3 & 4).
Nachregeln ist natürlich nur für Heizstab und Co relevant, nicht für reine Schaltsteckdosen.

Ich versuche nochmal anhand deines Beispiels zu erklären was ich meine:

Der Speicher regelt nun nach und erhöht seine Leistung so lange bis das die 400 Watt geladen werden.

Stimme dir zu, das ist ja auch gewünscht. Der Speicher regelt auf EVU=0.

Wir nehmen 100 Watt als Reserve [...] dann würden wir intern mit Überschuss (Bezug) von - 100 rechnen...

Jawohl.

...und der Heizstab fliegt raus

Hier muss ich widersprechen! Der Heizstab regelt erst mal runter damit sein berechneter Bezug wieder 0 ist, also am EVU wieder 100W Einspeisung. Wenn der Speicher sich immer wieder die Einspeisung schnappt (Heizstab sieht wieder Bezug 100W), regelt der Heizstab so nach und nach bis 0W Leistung runter. Erst wenn dann immer noch >50W Bezug+Entladung für die Abschaltdauer herrschen schaltet er ab.
Ich spreche also wirklich von nachregeln nicht abschalten! Natürlich muss die Abschaltdauer so lang eingestellt sein, dass der Heizstab die Chance hat erst mal runterzuregeln bevor abgeschaltet wird. Hier könnt man hardcoden dass die Abschaltdauer nicht kürzer eingestellt sein darf als das Regelintervall.
(Sonst macht er natürlich vorher aus da 50W Bezug, wie du sagst. Das wollen wir aber nicht, er soll ja runteregeln nicht abschalten!)

Aber Was passiert wenn ich meinen Heizstab auf 150 Watt Bezug Ausschaltschwelle gestellt habe ?
Dann würde er nicht ausstellen , sondern weiterlaufen und der Speicher würde nicht mehr laden.

Nein, weil der Heizstab sich auch runterregelt bevor er die Ausschaltschwelle erreicht hat, siehe obige Erklärung! Und zwar so lange, bis er seine Minimalleistung erreicht hat (im Fall Heizstab bis auf 0W runter).
Sobald dann tatsächlich 150W Bezug+Entladung herrschen (bei der Ausschaltschwelle wird der Speicher ja wieder mit einberechnet, anders als bei der Nachregelung die nur mit dem EVU Wert stattfindet), wird der Heizstab bei 0W Leistung von aktiv auf aus geschaltet.

Das Gleiche findet übrigens dann auch bei SoC>SoCmin statt, wo der Heizstab EVU ja tatsächlich auf Null regelt: gibt es Bezug, geht der Heizstab erst mal auf 0W runter, bevor er tatsächlich abgeschaltet wird.

Deswegen ist es denke ich wichtig die Fälle Ein/Ausschalten (1/2) und Hoch/Runterregeln (3/4) zu unterscheiden, auch intern bei der Berechnung.
Siehe meinen Beitrag wo ich versucht habe dies zum ersten Mal zu darzulegen. Hoffe ich konnte jetzt klar machen was ich meine.

[okaegi]

Das Problem ist, dass mein Heiztstab über Shelly angesteuert wird. Der kennt nur Vollast oder aus. Bei regelbaren devices gebt ich dir recht würde das Device solange runterregeln bis genug überschuss frei ist, dass die Batterie mit Laden nachzieht.
Somit würde er bei deinem Vorschlag "hängen" bleiben (d.h. den Speicher beim laden stören).

Vielleicht noch zum Startparameter:
Aus meiner Sicht ist die maximale Speicherladekapazität zum Grossteil vom Wr abhängig, die E3dc wurde mir mit 4.5 kw Lade/Entladeleistung verkauft. Ziel ist ja, dass erst das Smarthomedevice gestartet wird, wenn die Batterie mir dem Maximum lädt. Real ist die Ladekapazität mit 4.2 kw geringer (hängt wahrscheinlich damit zusammen, dass ich den Speicher nach einem Jahr aufgerüstet habe). Die 4.2 Kw hält er über einen grossen Soc Bereich ein. Ich kann mir auch vorstellen, das die Ladeleistung über die Jahre abnimmt. Bei mir steht der Speicher in der unbeheizten Garage, unter 10 Grad hat es da nie. Und im Hochsommer wird es nicht wärmer wie 20 / 22 Grad.
Somit will ich ja das Smarthomedevice erst dann aktivieren wenn die Batterie voll lädt. D.h. wenn der Speicher nur mit 2kw lädt, liegt es dran, dass nicht genug Solarleistung vom Dach kommt und genau dann will ich nicht das der Heizstab anspringt wenn der Einschaltsoc kleiner ist wie der Speicher soc. Deshalb ist es nur ein Startparameter der irgendwo beginnt und dann beim möglichen Maximum stehen bleibt.
Wie hat sich den dein Speicher mit der Ladeleistung entwickelt ?
Gruss Oliver

[liZErd]

Ah verstehe, weil wir abschalten müssten sobald der Speicher nicht mehr mit seiner Maximalleistung lädt. Also z.B. bei Heizstab 1000W, Speicher 2000W, EVU 0W müssten wir abschalten wenn der Speicher auch mit 3000W laden könnte sobald der Heizstab aus ist. Wenn wir den Heizstab nicht vorsichtig runterregeln können um zu schauen ob der Speicher noch mehr laden kann, können wir die maximale Speicherleistung nicht herausfinden, das stimmt. Und wenn wir die nicht kennen wissen wir auch nicht ob wir abschalten müssen. Ich hatte immer nur für den Fall regelbare Last gedacht, sorry.

Das heißt für reine Schaltgeräte müssen wir tatsächlich die maximale Speicherleistung kennen. Dann tendiere ich aber fast zur Parametrisierung eines festen Werts der als Offset in den Überschuss eingeht. Den Wert holt man sich aus dem Datenblatt und gleicht ihn dann noch mit seinen Beobachtungen ab, Ende der Geschichte.
Ist der Wert höher als die tatsächliche Pmax wird Überschuss eingespeist ohne dass SH startet, ist der Wert geringer als die tatsächliche Pmax geht Leistung ins SH Gerät anstatt in den Speicher. In 90% der Fälle wird die tatsächliche Pmax mit den Angaben aus dem Datenblatt übereinstimmen, schließlich werden die Hausakkus zur Verlängerung der Lebensdauer recht konservativ mit großem Puffer betrieben.
Die 10% Ausnahmen sind dann wahrscheinlich bei kalten Zellen oder sehr kleinem/großen SoC, in diesen Fällen wird dann eben eingespeist/Speicher weniger geladen, so what. Je nach persönlichen Vorlieben kann dann jeder Nutzer den Wert noch ein bisschen nach oben oder unten korrigieren.

Somit will ich ja das Smarthomedevice erst dann aktivieren wenn die Batterie voll lädt. D.h. wenn der Speicher nur mit 2kw lädt, liegt es dran, dass nicht genug Solarleistung vom Dach kommt und genau dann will ich nicht das der Heizstab anspringt wenn der Einschaltsoc kleiner ist wie der Speicher soc.

Stimme dir zu, die 2kW stammen aus deiner Beobachtung wo dein Speicher trotz vorhandenem Überschuss nicht über die 2kW gegangen ist, einer der 10%-Fälle.
Unsere Powerwall 1 hat Pmax 3kW angegeben, tatsächlich gemacht hat sie sogar 3,1kW, und das eigentlich immer. Also nie Leistung reduziert und stattdessen eingespeist.

Zwei Ideen:
1. Genial wäre es natürlich wenn man das aktuelle Pmax aus dem Speicher BMS auslesen könnte - denke da an CanZE mit der Zoe wo die maximal mögliche Ladeleistung ausgelesen wird. Die meisten Speicher werden das aber nicht über die API/Modbus TCP ausgeben und es wäre ein erheblicher Programmieraufwand das für alle vorhandenen Module zu ergänzen.
2. Daher folgende Idee: Wie wäre es wenn wir einen festen Wert nehmen und diesen "Speicherreservierung" nennen, also analog zur Einstellung beim Auto laden. Dann kann man z.B. auch den Speicher "schonen" indem man die Leistung per Einschalten eines Smart Home Geräts auf ein P<Pmax begrenzt. Setzt man die Speicherreservierung auf Speicher Pmax geht nur der Überschuss in den Speicher. Fände das eine einfache, nachvollziehbare Lösung passend zur bereits vorhandenen Implementierung beim PV-Laden.

[okaegi]

Die beschriebene Funktion wurde nun umgesetzt.
Folgende Parameter muss ich angeben:
(Pro Smarthomedevive)

mystrom3.png (10.06 KiB) 3359 mal betrachtet

(für alle Smarthomedevices, die maximal mögliche Speicherladung in Watt)

mystrom4.png (6.39 KiB) 3359 mal betrachtet

Beispiel:
Heizstab Einschaltschwelle 2000 Watt
Speicherbeobachtung beim anschalten 95%
Maximale Speicherladung 3100 Watt

1) Speichersoc 40%
Speicher lädt mit 3200 Watt, 3000 Watt werden eingespeist
Gerechneter Überschuss (mit Offset) 3100 Watt -> Heizstab wird eingeschaltet

2) Speichersoc 40%
Speicher lädt mit 2500 Watt, 0 Watt werden eingespeist
Gerechneter Überschuss (mit Offset)- 600 Watt -> Heizstab wird nicht eingeschaltet


3) Speichersoc 98%
Speicher lädt mit 2500 Watt, 0 Watt werden eingespeist
Gerechneter Überschuss (ohne Offset) 2500 Watt -> Heizstab wird eingeschaltet

( Edit) Ist in der nighly drin. .
Gruss Oliver