Analoge Regelung Heizstab

[Cephalopod]

Ich antworte mir mal selber.

Würde sowas funktionieren:

Falls der Stromverbrauch (hier "Total Instaneous power") kleiner als -20 W ist (also Strom ins Netz eingespeist wird), dann erhöhe den Ausgang des Dimmers um +1 %
Dadurch ändert sich der Stromverbrauch sofort, weil der Heizstab strom zieht.
Falls er dann immer noch kleiner als -20 ist, dann wird der Dimmer wieder um + 1 % erhöht, usw.

Falls der Stromverbrauch größer als 0 W ist (also Strom von extern bezogen wird), dann erniedrige den Wert des Dimmers um -1 %
Das soll so lange geschehen, bis der Wert 0 ist, also der Heizstab aus ist.

Wenn man dann noch den Ausgang des Dimmers auf Werte zwischen 0 und 100 begrenzt, sollte es doch so klappen, oder?
Die Hysterese von 20 W sowie die Schrittweite des Dimmers (1%-Schritte) müssten dann an die realen Bedingungen angepasst werden.
Bei größeren Abweichungen ggf. auch größere Schritte.

[paul53]

@cephalopod sagte: Wie müsste so ein Script aussehen?

Suche im Forum nach "PI-Regler".

[MartinP]

@cephalopod Bei dem Stellglied für die Heizstabregelung muss darauf geachtet werden, dass man keine Schwingungspaketsteuerung verwendet...
Deren unstetigen Verbrauch bügeln die Zähler nicht glatt ...

Phasenanschnittsteuerung ist aber auch nur bis zu gewissen Maximallasten erlaubt ...

https://www.golem.de/news/einspeiseoptimierung-zaehler-kaputt-oder-doch-nicht-so-effizient-2308-176403.html

EN-50470-3-konforme Zweirichtungszähler messen jedoch die tatsächlichen Energieflüsse – und das in sehr kurzen Intervallen. Dadurch werden auch die kleinen Schwankungen im Energieverbrauch und in der Einspeisung erfasst, was dazu führt, dass der Zähler die Werte vermeintlich falsch anzeigt.

Unter dem Strich ist es den Experten zufolge durch die Einspeiseoptimierung per Warmwasserspeicher also nicht möglich, die angestrebte Erhöhung des Eigenverbrauchs beziehungsweise Senkung der Einspeisemenge zu erreichen, ohne Netzbezug oder Einspeisungen zu registrieren. Schuld haben allerdings nicht die EN-50470-3-konformen Zweirichtungszähler, sondern die Art der Steuerung des Heizelements.

[Cephalopod]

@martinp sagte in Analoge Regelung Heizstab:

Phasenanschnittsteuerung ist aber auch nur bis zu gewissen Maximallasten erlaubt ...

Danke für die Info.

Würde das hier funktionieren (natürlich nur bis zu den zulässigen 200 Watt). Ist, wie schon gesagt, ein Balkonkraftwerk, da wird vermutlich nicht viel mehr übrig bleiben.

https://www.amazon.de/40A-DC-0-10V-Halbleiterrelais-Flammschutzrelais/dp/B0827L2MYG

[MartinP]

@cephalopod Das kann man der Beschreibung nicht entnehmen ... Tante Google spuckt auch nicht mehr aus, als das was man bei Amazon findet ...

[Cephalopod]

Die Hardware (Shelly + Thyristorsteller) ist heute angekommen.

Zunächst fliegend verdrahtet und eine 60 W Glühbirne angeschlossen.

Was soll ich sagen: ES FUNKTIONIERT

Ich kann mit dem Schieberegler in der Shelly-App die Helligkeit des Glühobstes von 0-100% einstellen.
Die Leistung wird auch angezeigt:

Leider ist der Adapter für den Dimmer 0/1-10V PM noch in der Beta.

Ich hoffe dass @haus-automatisierung ihn bald in die Stable überführt.

[haus-automatisierung]

@cephalopod Wie läuft die Beta denn so?

[Cephalopod]

@haus-automatisierung
Wie bekomme ich sie denn installiert?
Wie hoch ist denn das Risiko dabei, dass die anderen 20-30 Shellys im Haus nicht das machen, was üblich ist?

[Samson71]

@cephalopod sagte in Analoge Regelung Heizstab:

Wie bekomme ich sie denn installiert?

Stell das Repo temporär um und nach der Installation wieder zurück auf stable.

[haus-automatisierung]

@samson71 sagte in Analoge Regelung Heizstab:

Stell das Repo temporär um und nach der Installation wieder zurück auf stable.

Unnötig kompliziert. Einfach kurz über npm installieren den einzelnen Adapter (im Experten-Modus). Hauptsache man installiert nicht von GitHub...

[Cephalopod]

@haus-automatisierung
OK, Version 8.5.1 ist installiert.
Shelly Dimmer wird erkannt und alle Grundfunktionen scheinen zu funktionieren.

Mangels PV-Überschuss werde ich die Tage mit einem Bügeleisen den PID-Regler damit testen, um den Strombezug auf einem konstanten Wert zu halten.

[Thomas Maul]

@cephalopod

Hi,

ich mache das quasi gleiche bislang erfolgreich mit einem LED-Treiber bei dem ich den Strom bei konstanter Spannung zur Ladung des Überschusses in eine LiFePO steuere.

Das einzige, was ich mache ist, dass ich so etwas wie ein gleitendes Mittel des Gesamtverbrauchs meines Hauses in eine Variable speichere. In etwa so:
GleitendesMittel=(n-1)/nGleitendesMittel+1/nAktuellerGesamtverbrauch . Damit glätte ich die Werte am Hausanschluss und vermeide ein häufiges ein/aus in manchen Szenarien. n sorgt für die Dynamik der Anpassung. Die Dimmersteuerung wird dann über die Variable getriggert.

Angelehnt ist das an die Videos von "Der Kanal" auf yt

LG

[Cephalopod]

@thomas-maul

Ja, ich denke die Herausforderung bei dem Projekt wird es sein, die vermutlich starken Schwankungen des Stromzählers zu glätten.
Es gibt ja zwei Störgrößen: Verbraucher und Erzeugung.
Wobei es einem ein simpler Heizstab nicht krumm nehmen sollte, wenn er öfters mal hoch oder runter fahren muss, ganz im Gegensatz zur Zellenchemie eines Akkus.

Ich will aber auf jeden Fall vermeiden Strom dafür zu beziehen, von daher werde ich den Setpoint des Reglers eher bei -20 W legen, als auf Nulleinspeisung.

[Cephalopod]

@haus-automatisierung

Ich mache gerade die ersten "Gehversuche" mit dem Regler.

Die Grundlast des Hauses beträgt gerade etwa 720 bis 740 W.
Ich habe eine 100 W Glühbirne angeschlossen und will einen Stromverbrauch von 800 W einregeln.
Das ist mein Setpoint
Zunächst wird der Shelly-Dimmer-Schalter eingeschaltet
Dann übergebe ich an den PID-Regler den aktuellen Stromverbrauch (actual value)
Die Helligkeit soll mit dem y-Wert des Reglers (output value) angesteuert werden

Der PID-Regler funktioniert bestens. Er erkennt die Regelabweichung und fährt den y-Wert im Sekundentakt (1000 ms Zykluszeit) hoch.

Was nicht funktioniert, ist die Reaktion des Shelly. Er übernimmt den y-Wert nicht kontinuierlich.
Gelegenttlich (ca. alle 10 s) kann man sehen, das die Helligkeit kurz den y-Wert annimmt, springt dann aber gleich wieder auf 100.

[Cephalopod]

@haus-automatisierung

Mal ein ganz anderer Ansatz.
Im Shelly Gen3 ist es doch möglich Scripte zu implementieren.
Ist es möglich so einen PV-Überschuss-Regler auch komplett im Shelly laufen zu lassen, ohne den ioBroker?
Er müsste sich nur den aktuellen Stromverbrauch ziehen.

[haus-automatisierung]

@cephalopod sagte in Analoge Regelung Heizstab:

Ist es möglich so einen PV-Überschuss-Regler auch komplett im Shelly laufen zu lassen, ohne den ioBroker?

Warum nicht - wenn Du fit in JavaScript bist und die Doku von Scripting liest, ...

[Cephalopod]

@haus-automatisierung
Nee, so fit bin ich leider (noch) nicht.

Kannst du mir erklären, warum der Shelly nicht auf den Stellwert des PID-Reglers reagiert?

[Cephalopod]

@haus-automatisierung

Nach einigen Versuchen, auch mit einem abgespeckten Script:

ist es mir nicht gelungen den Shelly Dimmer zu eine Kooperation zu bewegen.
Obwohl der Wert "Helligkeit" vom PID-Regler geschrieben wird, ändert sich der 0-10 V Spannungsausgang nicht!
Erst wenn der Wert einige Zeit auf 0 bzw. 100% steht, schaltet der Shelly komplett ein, bzw. aus.

Trage ich von Hand Werte in das Objekt ein, funktioniert es, nur wenn das Script läuft nicht.
Auch das Verlängern der Zykluszeit des Reglers von 1 s auf 5 s hat nichts geändert.

Liegt es an der Hardware oder am Beta-Adapter?

[Homoran]

@cephalopod etwas mehr Erklärung wäre sinnvoll!

fürs erste

• was ist und liefert StromAktuellerVerbrauch?
• was ist und benötigt actual value?
• was ist und liefert outputValue?

[Cephalopod]

@homoran

Der aktuelle Verbrauch in Watt kommt von meinem Smartmeter und wird dort mit einem optischen Lesekopf per MQTT an den IOB gesendet

"actual value" bzw. "output value" ist der Eingang bzw. Ausgang des PID-Reglers (Adapter PID-Controller)
https://github.com/mcm4iob/ioBroker.pid

Das funktioniert alles bestens.
Je nach Regelabweichung des Ist- zum Sollwert liefert der Regelausgang "output value" eine Zahl zwischen 0 und 100.