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On State Change Delay beim Umschalten der Phasen


Eddi

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Hallo, 

ich habe heute den Ladevorgang meines Fahrzeugs (WEM mit Phasenumschaltung + WARP2) etwas genauer beobachtet und habe dabei festgestellt, dass beim Umschalten der Phasen ca. 5min nicht geladen wird. 

Laut der Debug Seite des WEM war der "on state change blocked" true und ein timer von 5min hat heruntergezählt. 

Ist dieses Verhalten so gewollt? Falls ja, welchen technischen Hintergrund hat dieses Verhalten bei der Phasenumschaltung? 

Der WEM war im Modus "PV". Als ich während der Timer lief kurz auf "Schnell" und wieder auf "PV" geschaltet habe, wurde direkt weitergeladen. 

Kann ich das Verhalten von "on state change delay" und "phase state change delay" irgendwie beeinflussen? 

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Ich habe davon eine Aufzeichnung der Signale wem_is_3phase, den Lademodus, den PV Überschuss und die aktuelle Ladeleistung. 

Ich habe ein Debug Protokoll in der Wartephase erstellt, also nach der Phasenumschaltung. Vielleicht kann ich in den nächsten Tagen noch ein weiteres Protokoll vor der Umschaltung erstellen. 

image.thumb.png.ba6565133d3d79ed37cea580ab8d2f44.png

energy_manager-debug-protocol-wem-26Ho-2024-03-11T09-40-54-422.txt

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Das ist eine sehr schöne Grafik, die mir auch sehr weiterhelfen würde, wenn das Protokoll dazu passen würde. Das Protokoll reicht von 8:40:40 bis 8:40:45 und die Grafik reicht von 11:20 bis 11:40. Der Zeitraum der Grafik ist somit nicht im Protokoll enthalten. Ein Debug-Report + Ereignis-Log, was du unter System → Ereignis-Log findest, von 11:40 hätte mir da mehr geholfen, da ich die Meldungen aus dem Log für den Zeitraum der Grafik brauche.

Ich bin allerdings verwirrt, warum in deinem Log permanent der Modus von 2 zu 2 geändert wird. Da du wahrscheinlich nicht von 8:28 bis 9:40 zwei Mal pro Minute auf den PV-Button geklickt hast, hast du irgendein Programm/Script am Laufen, das durchdreht?

Ich habe auch gesehen, dass du MQTT aktiviert hast. Benutzt du zufällig ioBroker?

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Hallo Matze, 

stimmen die Zeitangaben 08:40:40 bis 08:40:45? Das wären nur 5s der Messung. 
Ich habe die Log ebenfalls geöffnet und sehe dort Zeitstempel zwischen 08:28Uhr und 09:40Uhr. Wie gesagt, wenn die Sonne wieder scheint, kann ich nochmal ein Log machen, bekommen ich hin :) 

Anbei ein Screenshot vom Zeitraum 08:25Uhr und 08:42Uhr. Hier findet ebenfalls eine Phasenumschaltung statt. 
image.thumb.png.01d5899bfa1bc3e4c972cdc8aa3db4b9.png

 

Ja MQTT ist aktiv und ich übergebe dem WEM ein paar Daten, wie zum Beispiel den PV Überschuss und den Lademodus über MQTT. Das ganze läuft auf Home Assistant unter Node Red. Der Node Red Flow wird ja jedes Mal gerechnet, sobald sich eine Eingangsgröße ändert. Dies führt dann auch zum Verschicken des Lademoduses

Ich habe keinen Nachteil gesehen den Lademodus häufiger zu verschicken. Wenn es den WEM stört, kann ich es gerne auch so ändern, dass der Lademodus nur bei Werteänderungen verschickt wird. 

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On 3/12/2024 at 7:39 PM, Eddi said:

Ich habe keinen Nachteil gesehen den Lademodus häufiger zu verschicken. Wenn es den WEM stört, kann ich es gerne auch so ändern, dass der Lademodus nur bei Werteänderungen verschickt wird. 

Die neue Grafik schaue ich mir morgen an. Kurz zum Lademodus: Den WEM stört es nicht, aber es macht das Log nutzlos und das Debuggen schwerer weil alle interessanten Nachrichten durch den Spam aus dem Log geschoben werden.

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Am 12.3.2024 um 20:15 schrieb MatzeTF:

Die neue Grafik schaue ich mir morgen an. Kurz zum Lademodus: Den WEM stört es nicht, aber es macht das Log nutzlos und das Debuggen schwerer weil alle interessanten Nachrichten durch den Spam aus dem Log geschoben werden.

Hallo Matze, 

heute hat die Umschaltung besser funktioniert als in den vergangenen Tagen. Ich kann aber nicht sagen, was nun anders ist. Den Charge Mode verschicke ich nun nur noch bei Änderung. 

Was mir auch noch aufgefallen ist: 
Beim Einschalten bzw. auch bei der Phasenumschaltung wird zu Beginn zwar auf den richtigen Strom initialisiert, dann wird relativ schnell der Strom freigegeben und dann wieder heruntergeregelt. Kann es sein, dass mein Fahrzeug hier das Laden nicht schnell genug beginnt und dadurch den Regler aufzieht und es dadurch zu einem Überschwinger kommt? 

Anbei noch ein Screenshot und die passende Logdatei ;)
image.thumb.png.5ad7a832ef8818107e3f2fcdb67e152f.png

 

energy_manager-debug-protocol-wem-26Ho-2024-03-15T08-48-12-563.txt

 

Edited by Eddi
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On 3/15/2024 at 9:36 AM, Eddi said:

Beim Einschalten bzw. auch bei der Phasenumschaltung wird zu Beginn zwar auf den richtigen Strom initialisiert, dann wird relativ schnell der Strom freigegeben und dann wieder heruntergeregelt. Kann es sein, dass mein Fahrzeug hier das Laden nicht schnell genug beginnt und dadurch den Regler aufzieht und es dadurch zu einem Überschwinger kommt?

Genau so ist es. Da sich das Ganze relativ schnell einschwingt, halte ich das nicht für ein Problem. Natürlich wäre das ohne Überschwingen besser, aber der Regler ist wegen verschiedenster Sonderfälle schon komplexer, als mir das lieb ist.

Auf unserer Todo-Liste steht die Überarbeitung des Lastmanagements, das vom Überschuss-Regler mit benutzt wird. Wir haben die Hoffnung, dass dadurch automatisch derartiges Überschwingen begrenzt wird. Wenn du experimentierfreudig bist, kannst du mal mit dem Spielraum des Phasenstroms rumspielen. Du findest die Einstellung bei den Experteneinstellungen vom Lastmanagement. Ein kleinerer Wert verringert das Überschwingen, führt aber auch dazu, dass bei plötzlich mehr Sonne der Regler langsamer hinterher kommt. Die Standardeinstellung passt für die meisten Fahrzeuge. Vielleicht findest du einen Wert, der für dein Fahrzeug besser passt.

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Jetzt habe ich wieder so einen Fall gehabt, dass nach der Phasenumschaltung der WEM den Ladestrom nicht freigegeben hat. Dazu auch ein passendes Log. 
 

Achtung: Die Zeitachse des freigegebenen Ladestroms (Bild2) ist leider gegenüber den Leistungen (Bild1) leicht verschoben.
Ebenso wie die oberen zwei Statusmeldungen gegenüber den Leistungen im 1. Bild. 
Liegt wohl an der Signalbeschreibung. Die grüne Linie dient als "Synchronisation"

image.thumb.png.ef4c0bf268fd82e14d67104665a9a2c2.png

image.thumb.png.3f6a46f9386b9c90ac4b5480257eed34.png

energy_manager-debug-protocol-wem-26Ho-2024-03-15T12-33-53-325.txt

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Am 15.3.2024 um 11:11 schrieb MatzeTF:

Wenn du experimentierfreudig bist, kannst du mal mit dem Spielraum des Phasenstroms rumspielen. Du findest die Einstellung bei den Experteneinstellungen vom Lastmanagement. 

Habe beim WEM nichts dazu gefunden. Nur beim WARP2 Charger. Allerdings gibt es diese Einstellung nur, wenn der Lastmanagement Modus des WARP2 Chargers aktiviert wird. Ich nutze ja aktuell den WEM als Lastmanager und daher ist bei mir diese Einstellung auf "Fremdgesteuert". 

Gibt es diese Parameter auch für den WEM oder wie kann ich das Verhalten ändern? 
Grundsätzlich wäre es mir lieber wenn der Regler etwas langsamer wäre, da ich über den PV Speicher dynamische Sprünge kompensieren kann ohne gleich auf gleich auf Netzbezug oder Einspeisung zu wechseln. Die gegenseitige Beeinflussung durch Wechselrichter und Wallbox wäre dann auch etwas geringer. 

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Den Parameter gibt es auch für den WEM, allerdings undokumentiert und versteckt. Unter http://wem-ABC/charge_manager/config kannst du dir die aktuelle Konfiguration des Lastmanagers anzeigen lassen. Gegebenenfalls musst du bei deinem Browser noch auf die Rohansicht wechseln. Dort gibt es requested_current_margin, was 6000 sein sollte. Das kannst du einfach mal auf 5000 reduzieren oder auch irgendwas anderes ausprobieren. Unter 2000 wird der Regler nicht mehr sinnvoll arbeiten können. Möglicherweise kannst du 3000 nicht einstellen, weil das durch 6000 ersetzt wird. Nimm dann einfach 3001. Um die geänderte Konfiguration zu speichern, musst du auf http://wem-ABC/recovery gehen und dort das obere API-Fenster so befüllen:

{"method":"PUT", "url":"/charge_manager/config_update", "payload":PAYLOAD}

Statt PAYLOAD musst du die gerade geänderte Konfiguration einsetzen. Sieht dann z. B. so aus (das Beispiel hat keine Wallbox eingetragen):

{"method":"PUT", "url":"/charge_manager/config_update", "payload":{"enable_charge_manager":true,"enable_watchdog":false,"default_available_current":0,"maximum_available_current":0,"minimum_current_auto":true,"minimum_current":6000,"minimum_current_1p":6000,"minimum_current_vehicle_type":0,"verbose":false,"requested_current_threshold":60,"requested_current_margin":5000,"chargers":[]}}

Dann auf „Call API“ klicken und unten sollte 200 erscheinen.

Viel Spaß beim Basteln. 😀

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Hallo Matze, 

bezüglich der Phasenumschaltung habe ich folgendes bei mir beobachtet und davon auch ein Log erstellt: 

Bei der Phasenumschaltung springt bei mir der Wert "power_available_filtered". In diesem Fall von 2862 auf -1455. 

Ich vermute dieser Wert wird mit "overall_min_power" abgeglichen und da "power_available_filtered" kleiner ist als "overall_min_power" schaltet der WEM die Wallbox ab. 
Warum "power_available_filtered" springt, ist mir nicht ganz klar. 

Anschließend wird der Wert von -1455 auf den Zielwert hochgerampt. Dies kann einige Minuten dauern. Erst wenn der Wert über "overall_min_power" wird "wants_on_last" auf TRUE geschaltet und es dauert weitere 5min bis die Wallbox tatsächlich freigeschaltet wird (is_on_last)

Hier ein Auszug aus der Log-Datei: 

image.thumb.png.54405892461a6c391cfea50c0f95012c.png

Und hier der zeitliche Verlauf: 

image.png.e1241e1ea5c0ddfab0e0582be04c19a1.png

energy_manager-debug-protocol-wem-26Ho-2024-03-17T15-21-17-803.txt

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Danke für die detaillierte Analyse. Ich finde es interessant, wie du unsere Debug-Informationen auseinandernimmst. 😀

Leider weiß ich noch nicht, wann ich dazu komme, mir das genauer anzusehen. Ich habe schon einen Tab mit diesem Thread auf, sodass er mich jeden Tag anstarrt.

Edit: Wenn ich so drüber nachdenke, ist wahrscheinlich das Problem, dass durch die 5 Minuten Wartezeit im dreiphasigen Modus vor der Umschaltung so viel Energie aus dem Netz bezogen wird, dass power_available_filtered_w weit nach unten gedrückt wird. Wenn dann auf einphasig umgeschaltet wird und der Bezug plötzlich weg ist, erholt sich der Wert nicht schnell genug und ist eine Zeit lang negativ. In der Grafik zum zeitlichen Verlauf sieht man auch am Anfang, dass power_available_w kontinuierlich sinkt.

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Hallo Matze, 
auseinandernehmen klingt so negativ :) 
Ich versuche die Auffälligkeiten zu verstehen und euch damit zu unterstützen, damit mir geholfen wird :D 

Aus meiner Beobachtung heraus, sehe ich es genauso. Die Phasenumschaltung erfolgt bei einer Unterdeckung der vorhandenen Leistung. Das heißt man lädt mit 6A drei-phasig und hat somit eine Mindestleistung von ca. 4,2kW. Wenn nun, wie in diesem Fall, nur ca. 2,7kW zur Verfügung stehen, sinkt die gefilterte verfügbare Leistung und wird irgendwann die 2,7kW erreichen. 

Bei der Phasenumschaltung fällt die Last der Wallbox weg und die verfügbare Leistung (ungefiltert) schwingt kurz und pendelt sich erneut auf etwa 2,7kW ein. 
Die gefilterte verfügbare Leistung wird jedoch auf einen sehr großen negativen Wert gesetzt. Mir ist nicht klar, warum das passiert und woher dieser negative Wert von -1455 kommt. 

Von den -1455W wird dann langsam hochgerampt und das dauert seine Zeit. Erst wenn dieser Wert über  1380W übersteigt, wird erst der erneute Ladewunsch abgegeben und der on_state delay Timer fängt an von 5min herunterzuzählen. 

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On 3/18/2024 at 8:44 AM, Eddi said:

auseinandernehmen klingt so negativ :)

Wir sind hier alle Hacker (im traditionellen Sinne) und unsere Produkte richten sich überwiegend an Bastler. „Auseinandernehmen“ ist bei uns definitiv positiv besetzt. 😉

On 3/18/2024 at 8:44 AM, Eddi said:

Die gefilterte verfügbare Leistung wird jedoch auf einen sehr großen negativen Wert gesetzt. Mir ist nicht klar, warum das passiert und woher dieser negative Wert von -1455 kommt.

Der Regler weiß, wie viel Leistung er der Wallbox zugeteilt hat, und berücksichtigt das bei der Berechnung der verfügbaren Leistung. Andernfalls würde die verfügbare Leistung nach Ladebeginn sofort bei Null liegen und das Laden wieder beendet. Der negative Sprung kommt daher, dass die zugeteilte Leistung wegfällt.

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Hallo Matze, 

ich kann deine Rückmeldung inhaltlich nicht nachvollziehen. Wäre es möglich mit den Informationen und anhand eines Beispiels aufzuzeigen, wie der Regler beim Umschalten der Phasen auf power_available_filtered von ca. -1500W kommt? Wenn man die Schwingung beim Schalten ignoriert, bleibt der Wert von power_available nahezu konstant. 

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  • 2 weeks later...

Als Ostergeschenk gibt es hier für dich eine Firmware zum Testen. Beim Umschalten von drei- auf einphasig sollte jetzt keine 5-Minuten-Pause mehr stattfinden.

Kleine Vorwarnung: In der Firmware sind auch alle anderen Änderungen drin, die eigentlich erst für das nächste Release geplant sind. Im Webinterface sieht einiges anders aus.

energy_manager_firmware_2_0_2_6605b951_ee533092ae9b4a2_merged.bin

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  • 2 weeks later...

Hallo Matze, 

vielen Dank für die angepasste Firmware. Ich war über Ostern im Urlaub und konnte mich mit diesem Thema nicht weiter auseinandersetzen. Habe aber die Firmware heruntergeladen und auf dem WEM installiert. 

Aufgrund des aktuellen Wetters komme ich leider nicht mehr so oft in die Phasenumschaltung rein, sobald sich aber eine Möglichkeit ergibt und ich dies mitloggen kann, werde ich mich erneut melden. 

Ich habe heute beobachtet, dass der WEM keine Leistung nach dem Einstecken und dem Umschalten auf Min+PV aus dem Mode "Aus" freigegeben wurde. Erst 5min später hat das Laden begonnen. Kannst du mit dem Debug Report etwas anfangen? Eine Log Datei konnte ich leider nicht rechtzeitig starten. 

image.thumb.png.a865cd8b2a1e9f3e0d09b2c42248104c.png

debug-report-wem-26Ho-2024-04-10T21-06-35-804.txt

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Hallo Matze, 

ich schulde dir noch eine Rückmeldung. Heute hat das Wetter gut dazu gepasst. Die Umschaltung von einer Phase auf 3 Phasen und umgekehrt funktioniert mit der neuen Firmware nun innerhalb von etwa 20s. 

Vielen Dank für die Anpassung! 

image.thumb.png.f75cb3b2263ef04c0e6cec8ac341ec08.png

 

Noch ein anderes Thema, dass ich hier schon teilweise angeschnitten habe und man ebenfalls im Screenshot sehen kann: 
Ich bin ja im Besitz eines Speichers und ich habe das Gefühl, dass der WEM Regler gegen den Wechselrichter oder der Wechselrichter gegen den WEM Regler arbeitet und es daher zu diesen Schwingungen kommt. 

Wäre es aus deiner Sicht sinnvoll, für Anlagen mit PV Speicher eine langsamere Regelung im WEM zu implementieren? 
Wenn gerade Wolken übers Land ziehen und der Regler nur "langsam" hinterher regelt, dann würde der PV Überschuss dann in den Speicher fließen und wenn eine PV Unterdeckung wäre, würde die Batterie es dann Puffern und die beiden Regler arbeiten nicht mehr gegeneinander. 

Wie siehst du das? Was wären von dieser Lösung die Nachteile? 

Viele Grüße 
Eddi 

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20 s hört sich gut an. Das ist ungefähr die Zeit, die eine Phasenumschaltung mit CP-Trennung braucht.

WEM und PV-Speicher arbeiten in der Tat gegeneinander, da beide die Hoheit über den Hausanschluss beanspruchen. Aktuell ist das leider auch nicht zu verhindern.

Beim Überschwingen kann auch das Regelverhalten des Fahrzeugs eine Rolle spielen. Wir haben kürzlich festgestellt, dass einige Fahrzeuge ihre Ladeleistung relativ langsam hochregeln. Das alleine kann schon zu massivem Überschwingen führen, sogar ohne PV-Speicher.

Eine längere Periodendauer des Überschussreglers dämpft derartiges Überschwingen recht gut, hat allerdings den Nachteil, dass die Regelung dann träger wird und sowohl langsamer auf sich ändernde Sonneneinstrahlung reagiert, als auch bei gleichbleibender Sonneneinstrahlung länger braucht, die optimale Ladeleistung zu finden.

Angehängt findest du eine Test-Firmware, bei der man die Periodendauer der Überschussregelung einstellen kann. Dazu musst du die Recovery-Seite des WEM unter „wem-abcd/recovery“ öffnen und dann in das Textfeld „API“ das hier reinkopieren:

{"method":"PUT", "url":"/charge_manager/control_cycle", "payload":{"period":10}}

Wenn du dann auf "Call API" klickst, sollte unten "200" angezeigt werden. Dann musst du noch über die Firmware-Update-Seite neustarten und anschließend ist die Periodendauer des Reglers 10 s lang. Die Periodendauer wird nach einem Neustart zur Kontrolle im Ereignis-Log angezeigt. Du kannst auch gerne andere Werte ausprobieren und versuchen, den kleinsten Wert zu finden, bei dem das Überschwingen nicht relevant zunimmt. Berichte dann doch mal, wie das Ergebnis mit 10 s oder anderen Werten aussieht.

energy_manager_firmware_2_1_0_661e8e7f_01d04970698ec42_merged.bin

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Hallo Matze, 

erneut vielen Dank für die Firmware. Ich habe diese mittlerweile auf den WEM geflasht und nutze diese auch. Das Verhalten ist mit 10s besser, wenn aus meiner Sicht nicht ideal. 

Wenn ich es richtig verstanden habe, benötige ich einen etwas trägeren WEM Regler. Also angepasste PID Parameter. Wenn nur die Zykluszeit angepasst wird, dann rechnet der Regler nur seltener, oder habe ich es falsch verstanden? 

Anbei noch zwei Screenshots zum Reglerverhalten und der Min+PV Auffälligkeit. Leider habe ich davon keine Log-Datei, da ich nicht Vor-Ort war und mir die Daten im Nachhinein angeschaut habe... 

Bei der Umschaltung auf Min+PV wird für ca. 3,5min der Wallbox kein Strom freigegeben. Hast du eine Idee woran das liegen kann? 
Was auffällig ist: Der WEM erhöht das Signal wem_power_available auf einen höheren Wert als 4.500W und zu diesem Zeitpunkt wird auch ein Strom für die Wallbox freigegeben. Aus meiner Sicht ist eine Erhöhung der Leistung zu diesem Zeitpunkt unplausibel, da der PV Überschuss bei etwa 2.800W liegt und die Leistung für Min+PV auf 4.500W eingestellt ist. 

image.thumb.png.934cfd1e3c46a83b58ac20f62a1c51fa.png

 

Noch eine Anmerkung zu den Überschwingern beim Einschalten: 
In diesem Screenshot ist der zweite Einschaltvorgang etwas genauer dargestellt. 
Oben ist die tatsächliche Ladeleistung zu sehen. Gemessen in der WARP2 von einem Eastron SDM72V2. Also im Prinzip die vom Fahrzeug eingeregelte Ladeleistung. 
Unten ist der freigegebene Strom des WEM für die WARP2. 
Man erkennt, dass die Leistung etwa 20s nach der Stromfreigabe erfolgt und danach die Ladeleistung vom Fahrzeug sehr schnell auf die Stromfreigabe reagiert und den Strom einregelt. Es ist auch zu erkennen, dass der Fahrzeugregler nicht überschwingt, sondern sich langsam der Soll-Größe annähert. Kannst du dir das vielleicht auch anschauen? 
image.thumb.png.f8b8fd79fa466039d8629af5d0fd3422.png

Wenn ich in den nächsten Tagen die Möglichkeit habe und einen solchen Moment wieder erwische, versuche ich davon eine Log-Datei zu erstellen. 

 

Viele Grüße 

Eddi 

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