Regelverzögerung beim Victron Multiplus

See: https://www.victronenergy.com/live/ess:ess_mode_2_and_3

There are multiple factors that determine the response time to a (digital-) command to feed in: [..]

  1. Hard coded rate limiting in the inverter/charger firmware: as per ESS version 162 it is set to 400W per second. The reason for this rate limiter is that without that there are regulation problems (overloads and such) when the mains is weak (long cables and such resulting in a relatively high impedance). More information on that here, as well as in the main ESS manual.
1 „Gefällt mir“

Hier mal ein Video von meinem setup mit EM540.

@stromsparer99 Danke. Man sieht gut, dass er beim ramp-up die 400W/s befolgt, aber beim herunterregeln blitzschnell ist. Tolles Regelverhalten.

Sehr spannendes Thema.

Bestimmt habe ich es überlesen, aber ich frage mich gerade, wie ich dass in meinem "Aufbau" mal messtechnisch erfassen könnte.

Und mir fällt zuerst ein mehrkanaliges Oszilloskop ein.

Kanal 1: Die 230 V Versorgungsspannung eines geschalteten Verbrauchers wie z.B einer 100 W Glühlampe.

Kanal 2: Der gelesene Leistungswert des EM, an welchem dieser Verbraucher hängt, als Analogspannung.

Kanal 3: Die Inverterleistung vom Multiplus als Analogspannung.

Ich lese derzeit auf einem NUC alle 350 ms über Modbus RTU einen EM vom Typ Eastron SDM630 aus, welcher die aktuelle Leistung misst, die das Haus verbraucht.

Die erste Frage ist: Wie lange dauert es, bis in den Werten des EM der Lastsprung ankommt?

Aus diesem Wert des EM bilde ich dann ebenfalls auf dem NUC den Grid Setpoint, welchen ich alle 100 ms an den VICTRON MPII über das MK2 Protokoll schicke (ohne CERBO & Co).

Die zweite Frage ist dann: Wie lange benötigt der MPII, um die Lastsprünge auszuregeln bzw. wie sieht es bei positiven und negativen Lastsprüngen aus?

Dummerweise hänge ich gerade an dem Punkt fest, wie ich die Werte als Analogspannungen aus dem NUC rausbekomme.

Die Idee mit dem CT ist natürlich nicht schlecht für den Kanal 1. Dann kann ich tatsächlich auf das Oszilloskop verzichten und könnte alles im NUC mitschreiben. Aber ich benötige einen Messwiderstand und einen AD-Wandler, um alle Werte synchron an einem Punkt zu haben.

Wie habt ihr das gemessen?

@stromsparer99 Die Regelung dauert aber immer noch einige Sekunden.

Was erwartest du denn? Mehr ist nicht erlaubt. Abgesehen davon reicht das für einen Monatsnetzbezug von unter 3KWh.

Ja, beim ramp-up. Beim ramp-down sieht man bei Sekunde 27, dass die Last immer noch bei 7000 Watt ist und es im Laufe der Sekunde 27 kurz vor Sekunde 28 runter geht.

Bei Sekunde 28 ist es schon weitestgehend ausgeglichen. Da würde ich nicht von Sekunden sondern unter einer Sekunde sprechen.

Da braucht man gar nicht mehr viel messen. Mit dem EM540 läuft es toll. Ob man da jetzt eine halbe Sekunde, eine oder 2 Sekunden sind, ist sehr akademisch.

Ich hatte bei meinen Tests den Gridcode Europe getestet und da war die Regelung nicht schneller als beim Germany Gridcode. Das Gleiche beim Gridcode Other. ich dachte dass die 400W/s dort hinterlegt sind

1 „Gefällt mir“

Ich wiederhole mich leider, aber ein wirklich spannendes Thema.

Also habe ich mal versucht mit meinen Möglichkeiten, messtechnisch etwas herauszubekommen.
Und die Ergebnisse haben mich ein wenig überrascht. Das hätte ich so nicht erwartet.
Leider muss ich ein wenig ausholen: Das Prinzip-Bild ist hier mal dargestellt:

  • Ein NUC spielt hier den CERBO
    • Dieser holt sich
      • vom EM der Batterie (BMV712) die Leistung: ~ 1 Wert pro Sekunde
      • vom EM Feeding (SDM630) die vom MPII eingespeiste Leistung: ~1 Wert pro 0,7 Sekunden
      • vom EM House (SDM630) die gerade benötigte Leistung: ~1 Wert pro 0,7 Sekunden
      • vom MPII über MK2 einige interne Werte wie BatteriePower und InverterPower
    • Weiterhin steuert er
      • den GridPowerSetPoint des MPII über MK2
      • ein Relais, welches wiederum Lasten an und abschalten kann (usbRelay)
    • In dem Softwareteil, welches das Relais steuert, werden alle Momentan-Werte mit Zeitstempel aufgezeichnet (quasi Transientenrecorder). Die Zykluszeit liegt dabei bei 10 ms.
    • Der Softwareteil, der mit dem MPII redet, hat eine Zykluszeit von 0,1 Sekunden. Er sendet (sofern notwendig) den neuen GridPowerSetPoint an den MPII und liest von selbigem einige Werte aus.
Und nun schließe ich Verbraucher an und schaue was passiert. Die Bilder zeigen den Aufbau mit dem Relais (links) und meinen Wasserkocher mit der vollkommen verdreckten Baulampe. Der Wasserkochers hat ca. 2 kW (1850..2250 W) und der Baustrahler ca. 450 W.

Nach ein paar automatisierten Lastsprüngen stoppe ich den Versuch automatisch und stopfe die Daten in eine Datenbank.
So kann ich sie mit Grafana viel einfacher auswerten.
Und das sieht dann z.B. so aus:

powerjumps.csv (1.16 MB)

Und so würde meine Auswertung dazu klingen:

Lastsprung von 272 W auf 2730 W und zurück

  • Lastsprung von 272 W auf 2730 W
    • housePowerEM benötigt ca 1 Sekunde bis der Wert angekommen ist
    • Inverter startet 1 Sekunde später und passt den Istwert alle Sekunde in Sprüngen an
      • 292 W => +117 W
      • 409 W => +381 W
      • 790 W => +453 W
      • 1243 W => +465 W
      • 1708 W => +473 W
      • 2181 W => +429 W
      • 2610 W => +120 W
      • 2730 W
    • Endwert nach ca. 8 Sekunden erreicht
  • Lastsprung von 2700 W auf 277 W
    • housePowerEM benötigt ca 1 Sekunde bis der Wert angekommen ist
    • Inverter startet 1 Sekunde später und passt den Istwert alle Sekunde in Sprüngen an
      • 2700 W => -2045 W
      • 655 W => -353 W
      • 302 W => -25 W
      • 277 W
    • Endwert nach ca. 5 Sekunden erreicht
Das Ganze ist reproduzierbar.

Man sieht also bei einem Lastsprung zu mehr Last deutlich die 400 W / Sekunde.
Die VDE schreibt das so vor. Und es macht für mich auch Sinn, dass es so ist.
Wurde ja auch schon ein paar Mal diskutiert.
Persönlich würde ich deshalb davon abraten, mit den Gridcodes zu "spielen".

Bei einem Lastsprung zu weniger Last sieht man auch größere Sprünge (2 KW).
Macht für mich auch Sinn. Ich habe aber nicht nachgelesen, was die VDE dazu sagt.
Irgendwie ist es ja das Gleiche, als wenn man einen Verbraucher abschaltet. Oder?
Aber was mich verwundert hat, ist dass der Victron (bei mir und mit den so gewonnenen Daten) überhaupt nur jede Sekunde sich für einen neuen Leistungs-Sollwert entscheidet. Er folgt intern also keiner Rampe (z.B. mit der Steigung 400W/s), was ich so erwartet hätte. Vielmehr springt er alle Sekunde auf einen neuen Sollwert und Istwert. Das sieht man sowohl an den vom MPII ausgelesenen Daten als auch über die extern angeschlossenen Energiemeter.
Möglich wäre natürlich auch, dass die Werte, welche der MPII (z.B. über MK2) zur Verfügung stellt, auch einen Update-Zyklus haben.
Wenn sich der MPII aber tatsächlich nur alle Sekunde entscheidet, mal wieder einen neuen Leistungspunkt anzufahren wundert es mich nicht, warum der MPII "ein wenig träge wirkt".

Vielleicht noch zum Thema Version:

  • Ich hatte den MPII vor 4 Wochen mit VEConfigure verbunden. Es wurden Updates eingespielt (alle/welche habe ich nicht drauf geachtet).
  • CERBO Version gibt es nicht, weil keiner da.
  • MK3 Version: keine Ahnung
  • MK Version des MPII ist 1170216 (über MK2 ausgelesen, ich hatte leider mit VEConfigure vergessen drauf zu schauen)
  • SW Version des MPII ist 2062722 (über MK2 ausgelesen, ich hatte leider mit VEConfigure vergessen drauf zu schauen)
Der Grundsatz "Wer misst misst Mist" gilt natürlich auch hier. Vielleicht hat ja jemand ähnliche Erfahrungen gemacht. Oder ich nur wieder einen dummen Fehler.
2 „Gefällt mir“

Was mir zu dem Thema aufgefallen ist:

Wenn man externe Stromtransformatoren (CTs) anschließt, hebelt das diese 400W/s Grenze aus, selbst dann, wenn man in der Realität ESS Mode 3 verwendet und die Steuerung ganz anders realisiert. (z.B. weil die CTs und deren Steuerung gar nicht mal so präzise sind) Mit einem sinnvollen Regelungsalgorithmus und einem 10Hz Energy Meter sieht das für einen Sonntag mit 10kwh Verbrauch bei mir dann so aus:

1 „Gefällt mir“

@xardi ohne den eigentlichen Lastgang zu kennen kann man natürlich kaum Aussage ableiten, ob jetzt der Multi mehr als 400W/s macht, und deine Auflösung 'im Stundentakt' ist da vielleicht auch nicht optimal für. Aber wir hatten ja auch schon festgestellt, dass

Hier waren ja meine Betrachtungen mit Darstellung der Last und was der Multi da per Regelung mit Stromwandler draus macht in etwas feinerer Auflösung.

  • Wie lang ist bei dir die Leitung des Stromwandlers? Bei dem vorgegebenen 100A/50mA sind ja 100W bsw. ~1/4 mA - das ist ja schon kein ganz 'unproblematisches' Signal... (bei mir wäre mehr als die 5m am Victron Wandler zu überbrücken)
  • Wie hast du die Polarität 'herausgefunden'? bzw. was passiert wenn man den verdreht anschliesst? (ich habe einen 100A/50mA Wandler der nicht von Victron ist, würde es aber gern damit ausprobieren)

Ich nutze die 20m CTs von Victron selbst. Ich hatte mir da vorher keine Gedanken über Präzision gemacht. Bei der Polarität gibt es dann nichts herauszufinden, weil die Doku von Victron die Installation vorgibt. Die Präzision habe ich aber für unzureichend befunden. Wenn du aber nur testen willst, ob tatsächlich die 400W/s Grenze ausgehebelt wird, kannst du vermutlich einfach im VE.Configure den externen Current Sense aktivieren und die vorinstallierte Brücke entfernen und gar nichts anschließen. Dann darfst du natürlich nicht den internen Sensor nutzen sondern musst auch ESS Mode 3 nehmen, weil ja gar kein Sensor angeschlossen ist.

Der Screenshot oben sollte kein "Beweis" für die 400w/s sein. Das ist darauf natürlich nicht ersichtlich. Ich kann auch einen Graphen mit 100ms Taktung erstellen und einem 2000W Load erstellen, wenn sich dafür interessiert wird.

Warum sollte der Multi am AC-Out mehr wie 400Watt/Sekunde machen? AC-In und AC-Out sind doch gebrückt. Nur bei Netzausfall ist das Relais offen und da muss jeder nicht Netzgekoppelte WR in Echtzeit arbeiten.

[quote data-userid="561" data-postid="241469"]

Warum sollte der Multi am AC-Out mehr wie 400Watt/Sekunde machen? AC-In und AC-Out sind doch gebrückt.

[/quote]

@stromsparer99 klar, aber 'von der Seite' kommt ja noch der Wechselrichter. Und nach Kirchhoff (etwas 'erweitert') ist es ja so, dass wenn eine Last am AC-out jetzt mit "10.000 W/s" daher kommt (Einschalten des Wasserkochers) und der Wechselrichter da mit "9.900 W/s" pro Sekunde drauf reagiert, am AC-in noch 100 W/s übrig bleiben.

Und genau so war es ja bei meiner Espressomaschine am AC-out.

@xardi meine Gedanken bezüglich der Bruchteile von Miliampere gelten nicht der Präzision sondern der Störanfälligkeit. Wenn der Multi auf irgendwelche eingestreuten Störungen regelt ist das eher suboptimal :wink: Deswegen müssen die Kabel der Zuleitung vom Stromwandler auf jeden Fall verdrillt und auch möglichst abgeschirmt (und der Schirm korrekt angeschlossen) sein und die Leitung darf nicht in der Nähe von starke Ströme führenden Leitungen oder sonstigen Störquellen geführt werden.

Wie ich schon geschrieben hatte, möchte ich den mit dem Lumentree mitgelieferten Stromwandler benutzen (den habe ich halt schon und ich bin sparsamer Lipper), und ich weiss leider nicht, ob der die gleichen Kabelfarben mit der gleichen 'Polarität' hat wie der von Victron, von daher nutzt mir die Installationsanleitung hier nix. Aber es gibt ja nur zwei Möglichkeiten, ich werde beim Probieren die Leistung des Multi begrenzen und dann sollte hoffentlich nix Dramatisches passieren, auch wenn die Phasenlage invertiert ist.

Vielleicht halte ich vorher auch einfach mal ein Oszilloskop an das interne Wandlersignal und die Spannung auf einem anderen Kanal und schaue mir die Phasenlage an und ordne entsprechend die Käbelchen des Lumentree Stromwandlers zu, nachdem ich diesen mit einem Shunt abgeschlossen habe und da auch einen Strom durchschicke (idealerweise den gleichen, indem ich den LT Wandler auf den L Anschluss vom Multi klemme).

Dass die Sache prizipiell funktioniert hatte ich ja schon ausprobiert, den Beitrag auf der vorletzten Seite hatte ich ja verlinkt. Der MP2 weiss ja nicht, ob jetzt der interne oder der externen Stromsensor angeschlossen ist - er wird identisch agieren.

Du brauchst keinesfalls zwingend den ESS Mode 3. Auch im 'kleineren' Mode kannst du den Sollwert der Leistung über den Stromwandler vorgeben ("Grid Setpoint" bzw /Hub4/L1/AcPowerSetpoint oder den entsprechenden Modbus Datenpunkt) und den regelt er dann auch ein.

Aktuell regele ich so die gesamte Produktion des WR vom Multi (da an AC-out nix angeschlossen ist) und damit meine Einspeisung zu Null (soweit das geht, weil ich es so ja mit den 400W/s und dem Cycle über eine externe Schleife mit allen Jittern und Latenzen zu tun habe).

Es ist mein Plan, das dann zu benutzen, um die Leistung auf den anderen Phasen saldierend zu Null zu regeln. Dabei muss man natürlich beachten, wieviel er schon für die Phase, auf der er angeschlossen ist, macht, und ich muss mir auch noch Gedanken um die Aufteilung zwischen Lumentree und Multi machen, aber das ist relativ trivial.

Man könnte stattdessen natürlich auch die Phase komplett durch den Multi durchleiten (womit man dann gleich USV/Notstrom realisiert hätte), aber ich schlate den Multi auch bei niedrigen Akkustand schon mal ab und lasse nur den Lumentree weiter laufen, da wäre dann ein Durchleiten von Nachteil.

was istr eigentlich mit dem VM-3P75CT, regeln die Victrons genauso schnell wie mit dem EM540?

1 „Gefällt mir“

Im Victron Forum habe ich dazu einen Eintrag erstellt, welcher anzweifelt daß Victron die aktuellen VDE Vorschriften einhalten kann. Dort ist das Signal nämlich exponentiell mit genauen Zeiten angegeben. Victron drückt sich hier überhaupt dazu Stellung zu nehmen in welcher Konfiguration welche Zeiten gehen. Das lässt mich vermuten, daß die es einfach aus welchem Grund auch immer nicht besser können. Ebenso wie daß es für den so unwichtigen deutschen Markt noch immer keine eingebaute Abregelungsmöglichkeit mit 4 digitalen Eingängen gibt.

Es gibt leider bereits diverse Beiträge im Forum und noch nie eine erklärende Antwort seitens Victron.

Das sie es nicht besser können ist falsch. Siehe meinen letzten Beitrag in diesem Thread. Vor Firmware Version 1.x hat der Multiplus sehr wohl schneller geregelt. Man hat es dann geändert auf die 400W wegen überschwingen.

Für mich bleibt zum Beispiel unklar ob dies auch mit einem EM540 oder 3CP75 gilt. Wobei ich vermute dass es auch dort geht denn Victron schreibt hardcoded in Firmware.

Ich verstehe deinen Beitrag hier nicht. Es gibt doch genügend Videos hier, die zeigen wie schnell Victron hier Leistung zuregelt. Selbst in meinen Video sieht man deutlich, wie schnell das geht. Also eher mehr als 400Watt pro Sekund je Multi.

Und abregeln geht von Volllast in ca. 1 Sekunde auf Null. Wenn dein Installation lahm ist, dann hast du einen lahmen Energymeter oder falsch konfiguriert.

Die Erklärung von Victron hat man sogar in der Dokumentation dargestellt: https://www.victronenergy.com/live/ess:ess_mode_2_and_3#response_times_and_ramp_speed

Zitat:

5. Response times and ramp speed

There are multiple factors that determine the response time to a (digital-) command to feed in:
  1. Latency and communication speed of all components in the communication chain: ModbusTCP or MQTT, GX Device, MK3 microprocessor, ESS Assistant, internal communication in the Multi itself.
  2. Rate limiting imposed by the used Country Grid code. Code “Other” has no rate limiting, Code “Europe” allows installer configurable rate limiting, many other codes have fixed a powerup ramp up.
  3. Hard coded rate limiting in the inverter/charger firmware: as per ESS version 162 it is set to 400W per second. The reason for this rate limiter is that without that there are regulation problems (overloads and such) when the mains is weak (long cables and such resulting in a relatively high impedance). More information on that here, as well as in the main ESS manual.
Hier im Forum wird Victron sicherlich keine Antwort geben. Victron ist in diesem Forum nicht vertreten. Wenn man zu der oben genannten Darstellung weitere Erläuterungen haben will, würde ich vorschlagen die weiteren Fragen im Victron-Forum auf Englisch zu stellen. Dort sind englischsprachige Mitarbeiter von Victron unterwegs.

Klar ist, dass die ramp-down Regelung beim EM540 sehr schnell ist. DIeser hat ein schnelles Update Verhalten und hat mit RS485 auch eine garantierte Verzögerung.

Gibt dazu entsprechende Threads hier im Forum.

1 „Gefällt mir“