Forum: Haus & Smart Home PV-Überschuss für Wallbox an Wandlermessung simulieren


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von Thomas H. (anubis1919)


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Liebes µC-Team,

für ein Universitätsprojekt möchte ich eine Simulation für ein 
PV-Überschusssystemn entwickeln.

Das heißt, ich habe verschiedene 3 phasige Leistungsmessgeräte, welche 
mit verschiedenen PV-Wallboxen gekoppelt sind. Dabei möchte ich die 
Leistungsmessgeräte in den realen Einsatz bringen und dabei deren 
"PV-Überschuss" simulieren. Der Messaufbau soll universell für "alle" 
Stromwandler funktionieren. Ich habe den Aufbau auch als Skizze 
dazugepackt.

Die Einstellung des Überschussstroms bzw. Leistung sollte von 0 bis 11 
kW gehen, über einen µC einstellbar sein (bspw. 0-5V Ausgang) und ca. 
von 0-11 kW innerhalb von 1 sek umsetzen können.

Wie könnte man das sinnvoll und einfach umsetzen?

Wichtig ist, dass Strom und Spannung in Phase sind.

Vielen Dank für eure Unterstützung.

Thomas

: Verschoben durch Moderator
von Markus E. (markus_e176)


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Was du suchst, könnte eine elektronische Last sein, z.B. dataTec 
verkauft die.
Einfach passend filtern
https://www.datatec.eu/elektronische-lasten-ac-dc
Die sind teilweise rückspeisefähig, das schont die Stromrechnung.
Je nach Ausführung, lassen die sich auch über Analogschnittstelle oder 
USB oder RS232 programmieren.
Bei 11kW geht das allerdings schnell ins Geld, nur als Vorwarnung...

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas H. schrieb:
> Ich habe den Aufbau auch als Skizze dazugepackt.

Der ist doch Käse.

Um den Überschuss überhaupt bestimmen zu können musst du den Verbrauch 
des Hauses messen können und die aktuelle Erzeugungsleistung (aller) 
Wechselrichter.

Dann könnte man davon aus gehen, dass eine Wallbox, die auf xx kW 
gesteuert wird auch xx kW verbraucht, aber das stimmt nicht, ein Auto 
kann weniger oder bei vollem Akku gar nichts laden als erlaubt.
Bleibt die Frage nach der Steuerbarkeit, und die geht weder ab 0 noch 
stufenlos. Das hättest du schon längst recherchieren können.

Also muss man doch messen. Eigentlich pro Wallbox, aber um bloss eine 
Überschusssteurung zu machen reicht es auch, alle gemeinsam zu messen 
und zu steuern. Dann kann man aber keine Priorisierung vornehmen, 
welches Auto bevorzugt geladen werden soll.

Und wenn das nun real ablaufen soll, aber ohne Eallbox braucht man 
entsprechende Verbraucher. Elektronische Lasten mit 11kW sind teuer.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas H. schrieb:
> Ich habe den Aufbau auch als Skizze dazugepackt.
Ich finde den Kommentar "vereinfacht ohne N" nett. Diese Skizze ist wo 
weit vereinfacht, dass man im Grunde gar nichts erkennt.

Da ist dann offenbar 1 Phase eingezeichnet und 3x 1 Stromwandler und der 
ist dann jeweils an ein 3-phasiges Leistungsmessgertät angeschlossen.

> Dabei möchte ich die Leistungsmessgeräte in den realen Einsatz bringen
> und dabei deren "PV-Überschuss" simulieren.
Warum sollen Leistungsmessgeräte einen "PV-Überschuss" haben?

Thomas H. schrieb:
> Der Messaufbau soll universell für "alle" Stromwandler funktionieren.
Ich würde den Messaufbau mal für einen "speziellen" Stromwandler 
durchziehen und dann schauen, wie sich das verallgemeinern lässt.

> für ein Universitätsprojekt möchte ich eine Simulation für ein
> PV-Überschusssystemn entwickeln.
Ist ein Simulation nicht etwas, was komplett im Rechner abläuft und dort 
die Realität nachbildet?

Michael B. schrieb:
> Elektronische Lasten mit 11kW sind teuer.
Einfach mal ein Angebot kommen lassen. Und ich bin mir auch ziemlich 
sicher, dass man die mit anderen Schnittstellen steuert als mit 
Analogspannungen um 5V. Ich könnte mir gut vorstellen, dass man da mit 
Ethernet nicht ganz falsch liegt.

BTW: ich bin mir ziemlich sicher, dass dieses Problem hier am 
allerwenigsten mit Mikrocontrollern oder gar digitaler Elektronik, 
sondern eher mit Hauselektrik und Smart Home zu tun hat.

von Thomas H. (anubis1919)


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Vielen Dank für die Rückmeldungen.

Ich muss etwas genauer werden:

Aktuell holt sich eine Wallbox, oder ein Batteriespeicher an der 
Übergabe zum Netzbetreiber via 3 ph. Leistungsmessgerät sein Signal 
"darf ich laden" etc.

Ja dieses Signal basiert auf einer PV-Erzeugung und Hausverbrauch (siehe 
neue Skizze). Diese beiden Profile haben wir und somit in unserer 
Software auch das resultierende Profil am Hausanschluss, jeweils in 1 
sek-Auflösung. Nun möchten wir dieses digitale Signal quasi Rückwärts in 
das System einbringen.

Dafür möchten wir die Leistung, bzw. den Strom durch die Wandler 
einstellbar (basierend auf dem Profil von oben) machen.

von Klaus (feelfree)


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Thomas H. schrieb:
> Nun möchten wir dieses digitale Signal quasi Rückwärts in
> das System einbringen.

Ich hab's jetzt 3mal durchgelesen und immer noch nicht verstanden.

von Udo S. (urschmitt)


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Klaus schrieb:
> Ich hab's jetzt 3mal durchgelesen und immer noch nicht verstanden.

Geht mir genauso.

Es fehlt ja schon mal ein prinzipielles Blockdiagramm.
Wo hat man Einspeisung, wo ist das Stromnetz, welche Verbraucher und wo 
sind die Wandler

Außerdem kann man meines Wissens Wallboxen nicht auf einen beliebigen 
Ladestrom einstellen, sondern das hängt vom Fahrzeug ab und geht maximal 
in wenigen Stufen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas H. schrieb:
> Ich muss etwas genauer werden: Aktuell...
Es geht also primär um das gesteuerte Laden von Akkus. Dass einer 
(mehrere) davon im Auto eingebaut ist (sind), ist nebensächlich.

> Dafür möchten wir die Leistung, bzw. den Strom durch die Wandler
> einstellbar (basierend auf dem Profil von oben) machen.
Das geht nur, wenn du eine unendlich große, steuerbare "Energiesenke" 
hast.

Wie wäre es denn, wenn du beschreibst, was das Ziel der ganzen Aktion 
ist. Geht es (wie üblich) darum, möglichst wenig Energie vom Haus ins 
Netz einzuspeisen, gleichzeitig aber auch keine teure Energie zum Laden 
der Akkus aus dem Netz zu beziehen?

Markus E. schrieb:
> Was du suchst, könnte eine elektronische Last sein
> ...
> Die sind teilweise rückspeisefähig
Das sollte man dann natürlich am eignen Stromzähler vorbei "beim 
Nachbarn" zurückspeisen, denn sonst ist es so wie "sich am eigenen 
Schopf aus dem Sumpf ziehen".

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas H. schrieb:
> Ich muss etwas genauer werden:

Nochmal so ein Gequatsche.

Was macht ihr heute an Universitäten, singen und klatschen ?

Deine ganze Beschreibung hat (zwei mal in Folge) keine sinnvolle 
wirkungs- und ursachendifferenzierte Struktur.

Warum bist du trotz zweimaligem Hinweis nicht in der Lage, erst mal zu 
lesen, wie eine Wallbox den Ladestrom steuern kann ?

Warum ist es jetzt 1 Wallbox und vorher waren es 3 ?

Eine Überschusssteuerung einer einzelnen Wallbox ist einfach: angenommen 
aktuell signalisiert die Wallbox xx kW Ladeleistung. Wenn der 
Hausstromzähler positiven Strombezug meldet, reduziere den Wallboxstrom 
um 1 Stufe, meldet er Stromeinspeisung grösser als die Differenz dieser 
zur nächsten Stufe, schalte sie auf die nächste Stufe um. Fertig. Es 
wird kein Strom aus dem Netz zum Laden verwendet, aber es wird das ins 
Netz eingespeist, was das Auto nicht nimmt.

Interessanter wird die Sache, wenn man an einem trüben Tag auch mal weg 
will. Dann muss man doch mit teurem Netzstrom laden. Diese Optimierung 
ist NICHT PERFEKT LÖSBAR.

von Nils B. (hbquax)


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Wenn man mal alles überflüssige weglässt, bleibt die Aufgabe, einen 
steuerbaren, relativ großen Strom durch einen Messwandler fließen zu 
lassen.
Wenn du den Draht mehrfach durch den Messwandler führst (wickeln), 
brauchst du nur noch einen kleinen Strom, um einen großen Strom zu 
simulieren. Dann kann auch der Draht dünner werden.
Oder du bescheißt das Messgerät und verwendest einen empfindlicheren 
Wandler.

von Nils B. (hbquax)


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Du brauchst übrigens gar nicht 11 kW fliessen lassen. Du kannst einen 
großen Strom mit wenig Spannung durch einen kleinen Widerstand schicken. 
Wenn du am Spamnungseingang des Messgerätes trotzdem die Netzspannung 
auflegst, sieht das Messgerät die große Leistung.

Aber vielleicht habe ich auch die Aufgabenstellung missverstanden.

von Nils B. (hbquax)


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Und immer erstmal ne kleine Schaltung mit wenig Spannung und Strom 
bauen, zum Ausprobieren und lernzlen. Wenn das Prinzip funzt, dann groß.

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