Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x

mcm1957

In letzter Zeit gab es ein paar Meldungen dass die Konfiguration nicht gespeichert werden kann.
Sihe z.B. hier: https://github.com/mcm4iob/ioBroker.pid/issues/274

Ursache ist heir ein Bug in der BETA / LATEST Version von Admin. Wer davon betroffen ist bitte admin in der STABLE Version oder in der allerneuesten LATEST installieren - da sollte der Buch schon behoben sein,

nemodil created this issue in mcm4iob/ioBroker.pid

open Konfiguration eines PIDs kann nicht gespeichert werden #274

root_

Hallo zusammen, ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Ich möchte eine PV Nulleinspeisung umsetzten.
Werte zum verarbeiten:
Wert1: Istwert aktueller Verbrauch vom Smartmeter in Watt (Verbauch)
Wert2: Sollwert Limit OpenDTU in Watt (Einspeisung)

Wie bekomme ich den Wert1 und Wert2 so zusammen, dass die Einspeisung möglichst den Verbrauch ausgleicht.

mcm1957

@paul53 @fu_zhou

Könnte ihr da ev. helfen?
Danke

fu_zhou

@root_
Ich versuche mal mein Glück:

Ein Regelkreis besteht immer aus einem Istwert (hier Verbrauch), einem Sollwert (hier: 0 Watt) und einem Stellglied, hier ein elektrischer Verbraucher, der über den Regler z.B. von 0-100% angesteuert wird, um den Istwert auf den Sollwert zu bekommen.
Du nimmst also den PID Adapter und schreibst zyklisch (z.B. jede Sekunde mit Blockly) den Verbrauch auf den "in.act". "in.set" kannst du z.B. mit "0" beschreiben. out.y schreibst du dann bei Änderung (oder zyklisch) an deinen elektrischen Verbraucher (z.B. auch im Blockly), hier kommt es auf die Einheiten an, die in "para.min" und "para.max" eingestellt werden. Z.B. 0 und 100 bei 0-100 % oder 0 und 2000 bei 0 bis 2000 Watt.

Und dann geht's schon los... Wenn du mehr Details hast, können wir sämtliche Paramter für den Einspeise-Null-Regler hier erarbeiten.

Schau ggf. auch mal hier rein: https://forum.iobroker.net/topic/75038/anwendung-von-pid-adapter-mit-blockly/7?_=1741182921548

Cephalopod

Betr. Regleroptimierung:

Ich nutze den Adapter schon eine Weile für die Nulleinspeisung meines Balkonkraftwerks durch einen Heizstab.
Prinzipiell funktioniert alles wie es soll, ich verschenke allerdings, vermutlich durch falsche Parameter, noch zu viel Strom.

Hier eine Grafik von einem typischen Sonnentag mit gutem Ertrag:

Blau ist der PV-Ertrag, Grün ist der EVU-Zähler. Negative Werte bedeuten Einspeisung.
Daran sieht man, dass ich bei 500 W Ertrag oft 180 W Einspeise, obwohl ich den Sollwert auf -20 W gesetzt habe.
Geht der Ertrag runter (ab 13 Uhr) passt die Nulleinspeisung besser.

Hier der PV-Ertrag und der Regler-Ausgang in %

Reglerparameter:
Xp / Tn / Tv ausgewählt
XP = 1000
TN = 20
TV = 0
Minimal = 0
Maximal = 100
Offset = 0
Hysterese = 0
Nicht Invertiert
Zykluszeit = 1000
Sollwert = -20

Der Heizstab zieht bei 100% maximal 500 Watt

Vorschläge?

Hier mein Blockly Script, falls es hilft:

Gonzokalle

@Cephalopod
Ich kann dir leider nicht helfen.
Mich würde aber interessieren welchen Heizstab du verwendest?
Der Heizstab ist von 0 bis 500 Watt einstellbar?

Cephalopod

@gonzokalle sagte in Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x:

@Cephalopod
Der Heizstab ist von 0 bis 500 Watt einstellbar?

Ja.
Mit einem Thyristorsteller und einem Shelly Dimmer

Gonzokalle

@cephalopod
Sehr interessant.
Hast du davon ein Schaltplan mit den verbauten Komponenten?

Cephalopod

@gonzokalle

https://forum.iobroker.net/topic/78546/analoge-regelung-heizstab

Cephalopod

Ich habe den
Xp = 500
geändert.

So sieht die Kurve jetzt aus:

Geht deutlich in die richtige Richtung.

Ich teste morgen Mal 250.

fu_zhou

@cephalopod ich arbeite mit kp, nicht mit xp, das ist wohl Geschmackssache. xp berücksichtigt den Messbereich (min/max), kp ist nur die Verstärkung bei der Sprungantwort. Da ich min/max z.T. dynamisch beschreibe (über einen zweiten Regler, der zu Begrenzung dient - Details dazu, wenn dich das interessiert), kommt für mich nur kp in Frage, da sich bei xp und Veränderung von min/max das Reglerverhalten verändert.
Heißt also, wenn kp=1 und sich der Istwert um 1 ändert, springt der Stellwert auch um 1. Hier sollte man auf die Einheiten achten (abgebildet durch para.min und para.max). Wenn dein Istwert Watt ist und dein Stellwert auch Watt, kann ein kp von 1 sinnvoll sein: es kommt ein W mehr vom Dach => der Heizstab kann sofort 1 W mehr verbraten. Wenn die Leistung in % (0-100) an den Heizstab übergeben wird, kann ein kp von z.B. 0,2 sinnvoll sein, weil 1% = 5 W.
Siehe ggf. auch https://forum.iobroker.net/topic/75038/anwendung-von-pid-adapter-mit-blockly/9?_=1741182921548
Wenn es dir gelingt, den Regelkreis zum Schwingen zu bringen (Ziegler-Nichols), kannst du PID-Parameter zur Einstellung des Reglers ermitteln. Dazu brauchst du Geduld und eine gleichmäßige Sonneneinstrahlung, sonst ändert sich ja die Regelstrecke. Und dann wäre natürlich noch zu überlegen, wie gut die Elektronik mit optimierten Regelparametern umgehen kann, d.h. wie gut würde sie ständige Leistungsänderungen vertragen. Dazu kann im Regler aber ja para.sup parametriert werden => das würde ich auf jeden Fall empfehlen.

Cephalopod

@fu_zhou sagte in Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x:

Wenn die Leistung in % (0-100) an den Heizstab übergeben wird, kann ein kp von z.B. 0,2 sinnvoll sein, weil 1% = 5 W.

Ja, ich übergebe 0-100% an den Dimmer, entspricht 0-500W am Heizstab.
Dann versuche ich mal einen kp von 0,2.

Wann macht der Integrale Anteil Sinn?
Was empfiehst du?

@fu_zhou sagte in Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x:

Und dann wäre natürlich noch zu überlegen, wie gut die Elektronik mit optimierten Regelparametern umgehen kann, d.h. wie gut würde sie ständige Leistungsänderungen vertragen.

Der Dimmer steuert mit 0-10 V einen Thyristorsteller, an dem einen simplen Widerstandheizstab hängt.
Den Komponenten dürften schnelle Änderungen von Strom- oder Spannungswerten ziemlich egal sein.

fu_zhou

@cephalopod sagte in Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x:

Wann macht der Integrale Anteil Sinn?
Was empfiehst du?

Es ist ist auf jeden Fall sinnvoll, eine Nachstellzeit Tn zu parametrieren, fange mal mit 20 an. Ohne hättest du einen reinen P-Regler, da bleibt eine Regelabweichung (Nulleinspeisung wird wahrscheinlich nicht erreicht). Und dann könnte man sich auch den Regler sparen, und das einfach über Addition/ Subtraktion in Blockly realisieren, also als Kennlinie, z.B. Wenn Einspeisung = 500 W, dann Steller auf 500 W, Wenn Einspeisung = 0 W, dann 0 W. Eine Vorhaltezeit Tv dagegen ist nur bei sehr schnellen Regelkreisen sinnvoll. Kann aber bei dir zutreffend sein, je nachdem wie schnell Verbraucher außer dem Heizstab rein- und rausgehen: Staubsauger, Föhn, Backofen etc. Da kommt es immer zu einem Stromkauf aus dem Netz, weil der Regler muss ja eine Abweichung feststellen, um zu reagieren. Je schneller und besser er parametriert ist, umso geringer ist dann der Zukauf.

Cephalopod

@fu_zhou sagte in Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x:

Es ist ist auf jeden Fall sinnvoll, eine Nachstellzeit Tn zu parametrieren, fange mal mit 20 an. Ohne hättest du einen reinen P-Regler, da bleibt eine Regelabweichung (Nulleinspeisung wird wahrscheinlich nicht erreicht).

Heute war über einige Stunden eine recht konstante Sonneneinstrahlung und wir waren nicht zu hause, also kein wechselnden Verbraucher.
Das ist rausgekommen:

Zwischen 10:20 und 14:15 Uhr lag die Regelabweichung ziemlich konstant bei ca. -70 bis -80 Watt, also nicht bei den -20 Watt, die ich als Sollwert angegeben hatte.

Meine Parameter:
Kp = 0,2
Tn = 20
Tv = 0

Welchen sollte ich ändern?

fu_zhou

@cephalopod Anhand von kp und Tn sollte der Regler die Abweichung ausregeln (Edit: was nicht bedeutet, dass das schon die optimalen Werte sind). Das gelingt natürlich nur, wenn sich out.y zwischen para.min und para.max bewegt. Wenn der Regler am Anschlag ist, kann natürlich nichts mehr nachgeregelt werden. para.sup ist 0, nehme ich an.
Du solltest mal out.y mit aufzeichnen und in den Kurven mit anzeigen.
Für mich sieht das so aus, als wenn dein Heizstab nur ca. 400-450 W verbraucht, deine PV-Anlage aber 500-550 W liefert und dann kommt es zur Einspeisung von 70-80 W (Einspeisung = negatives Vorzeichen denke ich mal). Auf der anderen Seite bleibt die Einspeisung konstant, auch wenn die PV-Leistung zurück geht...
Egal wie, wenn out.y = 100 (%) ist und damit 10 V (max. Leistung) an den Steller gehen, liegt die Abweichung am Stellglied, nicht am Regler. Dann müsstest du mal die Signalkette vom Shelly über den Thyristorsteller an den Heizstab überprüfen.

fu_zhou

@cephalopod schau auch nochmal in dein Blockly-Script: du übergibst an den Dimmer einen gerundeten Wert von out.y. Nicht dass die Regelabweichung (zum Teil) daher kommt?!

Edit: habe gerade bei dir gelesen, dass der Shelly nur ganzzahlige Werte nimmt, du also runden musst. 1% Genauigkeit sollte ja langen... Vergiss den Beitrag hier einfach...

Cephalopod

@fu_zhou sagte in Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x:

Wenn der Regler am Anschlag ist, kann natürlich nichts mehr nachgeregelt werden. para.sup ist 0, nehme ich an.
Du solltest mal out.y mit aufzeichnen und in den Kurven mit anzeigen.

Nein, der Regler ist nicht am Anschlag, sondern bei maximal 83%.
Die Hysterese ist 0.
Ich habe den Reglerausgang hier (mit der PV-Erzeugung) dargestellt:

Der Regler funktioniert, er regelt mit abnehmender Sonneneinstrahlung perfekt runter.

@fu_zhou sagte in Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x:

Für mich sieht das so aus, als wenn dein Heizstab nur ca. 400-450 W verbraucht, deine PV-Anlage aber 500-550 W liefert und dann kommt es zur Einspeisung von 70-80 W

Fast richtig. Ich habe immer an die 200 W Grundlast (auch wenn niemand zu Hause ist), die kommen ja auch noch dazu.

fu_zhou

@cephalopod sagte in Test Adapter pid (pid-Regler) V1.0.x:

Nein, der Regler ist nicht am Anschlag, sondern bei maximal 83%.

Das ist schon mal gut. Willst du mal ein Screenshot von den Regler-Objekten (cfg bis para) posten?

Bei -70 Watt sollte der Regler den out.y eigentlich allmählich auf 100% schieben. Gehe mal auf kp von 0.1 -> zum probieren.
Warum kp = 0.1? Wenn die Annahme stimmt, dass durch die Einheit % => W ein kp von 0.2 bei einer Änderung von 1 W bei der Einspeisung direkt 1 W beim Steller verändert, reagiert der P-Anteil 1:1. Wenn das Verhalten durch ein kleineres kp weniger aggressiv ist, wird das helfen, die Regelabweichung wegzubekommen, der Regler ist dann aber etwas langsamer.

Vielleicht wäre es auch hilfreich eine Kurvendarstellung mit in.act, in.set und out.y zu erstellen. Nicht, dass bei der Übergabe vom Skript an den Regler was schief läuft.

Du kannst zum debuggen ja auch mal einen Netzbezug parametrieren, z.B. +400 W, +800 W etc. und mit den Sollwerten rumspielen. Dann siehst du, wie der Regler reagiert und den Sollwert anfährt. Bei 800 W Soll, 200 W Grundlast sollte der Regler dann ja auf 100% gehen, Wenn du dann einen Föhn dazunimmst sollte der Regler den Heizstab ziemlich schnell auf 0% bringen.

Dein Skript musst du dann natürlich anpassen, dass der Regler aktiv ist.

paul53

@cephalopod sagte:

Reglerparameter:
Xp / Tn / Tv ausgewählt
XP = 1000
TN = 20
TV = 0
Minimal = 0
Maximal = 100
Offset = 0
Hysterese = 0
Nicht Invertiert
Zykluszeit = 1000
Sollwert = -20
Der Heizstab zieht bei 100% maximal 500 Watt

Nach meiner Erfahrung hier aus dem Forum sollte Xp für eine stabile Regelung das 6- bis 10-fache der max. Verbraucherleistung betragen. Ich würde mit einem Xp von 5000 starten.
Wie oft wird die Einspeiseleistung aktualisiert?

fu_zhou

@cephalopod hast du schon weiter probiert? Mich würde ein Zwischenstand interessieren...

NEWS