Styr en pannvärmare automatiskt med en Wi-Fi-SCR-modul

Den här artikeln beskriver hur du automatiskt kan styra en pannvärmare med hjälp av en Wi-Fi-SCR-modul (SCR_485) och en IAMMETER-effektmätare för att förbättra självförbrukningsgraden i ett solcellssystem (PV-system).

Genom att justera SCR-modulens uteffekt i realtid utifrån den effekt som matas in på nätet, är målet att förbruka så mycket som möjligt av den inmatade effekten och därmed öka självförbrukningsgraden i solcellssystemet.

Tidigare hade vi en handledning som lärde dig hur du använder en Wi-Fi-SCR-modul med ESP Home firmware för att linjärt justera effektuttaget för resistiva laster. För mer information, se följande länk: ESP32 + SCR-modul: Linjärt justera effektuttaget för resistiva laster, t.ex. värmare.

Effektvisning

Som figuren visar, justeras SCR-styrenhetens "Set Power" kontinuerligt i realtid utifrån den inmatade effekten efter att autoläget aktiverats, vilket håller den inmatade effekten runt 0W.

Control the power of the heater according to the grid power

Grid Power REV: Inmatad effekt

SCR_485 Power: "Set Power" för SCR_485

Om SCR_485

En linjär effektregulator med en maximal uteffekt på 4 kW (220V-system). Den kan linjärt justera effektuttaget inom intervallet 0-4 kW, rekommenderas för styrning av resistiva laster (t.ex. pannvärmare) och har Wi-Fi-funktionalitet.

SCR_485,linear power contrllor,voltage regulator for the resistive load

För mer information, se den här länken.

Firmware

SCR_485 använder ESP Home firmware, som har förinstallerats före leverans.

YAML

YAML-fil: SCR-485.yaml.

Kunderna behöver konfigurera IP-adressen och relevant fasinformation utifrån hur deras effektmätare faktiskt används.

Systemkoppling

Systemkopplingen visas i figuren nedan, med följande huvudkomponenter:

En IAMMETER-trefaseffektmätare används för att mäta nätets effekt. Eftersom IAMMETER:s effektmätare är en tvåriktningsmätare kan den mäta effekt i båda riktningarna (effekt som tas från nätet och effekt som matas tillbaka till nätet) och tillhandahåller ett API för att läsa mätresultaten i realtid.
SCR_485: En Wi-Fi-SCR-modul som läser effektmätningarna från IAMMETER-mätaren via API:t och justerar effektuttaget i realtid för att driva pannvärmaren.

Justera SCR_485-modulens effektuttag automatiskt utifrån nätets effekt

Efter att systemkopplingen är klar behöver kunderna utföra följande uppgifter:

Konfigurera Wi-Fi-uppgifterna för "SCR_485".
Konfigurera IAMMETER-effektmätaren i ESP Home YAML-filen.
Ställ in parametrar.

Konfigurera Wi-Fi-uppgifterna för "SCR_485"

configure the wifi credentials in esp home

Konfigurera IAMMETER-effektmätaren i ESP Home

Öppna webbsidan i ESP Home. På skärmbilden ser du sex enheter listade, eftersom vi för närvarande har sex SCR_485-enheter som testas i vårt labb.

SCR_485 in ESP Home

Uppdatera YAML-konfigurationsfilen med denna scr-485.yaml.

Ändra YAML-konfigurationen utifrån vilken typ av energimätare som används.

WEM3080

WEM3080 är IAMMETER:s enfaseffektmätare. Om du använder WEM3080 innebär det att den uppmätta effekten är nätets effekt, och du behöver bara ange mätarens IP-adress enligt följande:

Byt ut IP-adressen (10.10.30.33) i YAML-filen mot energimätarens IP-adress.

yamlCopy codeinterval:
  - interval: 5s
    then:
      - if:
          condition:
            lambda: 'return id(auto_mode);'
          then:
            - http_request.get:
                url: "http://10.10.30.33/monitorjson"
                headers:
                  Content-Type: "application/json"
                verify_ssl: false

WEM3080T/WEM3046T/WEM3050T:

WEM3080T/WEM3046T/WEM3050T är alla IAMMETER:s trefaseffektmätare. Om du använder en trefaseffektmätare måste du, förutom att konfigurera IP-adressen, även välja vilken specifik fas som ska användas för att mäta nätets effekt.

Ange mätarens IP-adress

Byt ut IP-adressen 10.10.30.33 i YAML-filen mot energimätarens IP-adress.

Välj vilken fas på mätaren som ska mäta nätets effekt

Om nätströmförsörjningen är enfas kan vilken fas som helst på trefasmätaren användas för att mäta nätets effekt (som visas i avsnittet om systemkoppling används fas B för att mäta nätets effekt).

Om nätströmförsörjningen är trefas bör trefasmätarens totala effekt användas för att representera nätets effekt.

Kommentarerna i koden nedan visar detta:

yamlCopy codeinterval:
  - interval: 5s
    then:
...

int16_t power_value = root["Datas"][1][2];
# power value in phase A:  ["Datas"][0][2], 
# power value in phase B: it is ["Datas"][1][2]
# power value in phase C: it is ["Datas"][2][2]
...

Ställ in parametrar

Logga in på webbsidan; parameterförklaringarna är följande:

Auto Mode: Manuellt läge/Automatiskt läge.

Threshold: Tröskelvärdet för styrloopen.

Hysteresis: Hysteresparametern för Schmitt-triggern. Eftersom hög- och lågstyrning används läggs parametern "Hysteresis" till för att förhindra oscillation. En åtgärd utlöses när nätets effekt > tröskelvärde + hysteres eller nätets effekt < tröskelvärde - hysteres.

Set power: Det effektuttag som ställs in av SCR_485.

Set the parameters in SCR-485,threshold,hysteresis

Ställ in maxeffekt

Denna parameter är den maximala effekten för den last som styrs av SCR_485. Eftersom SCR_485 styr lasten genom att justera utspänningen, måste den använda denna maxeffekt som referens när Set Power beräknas.

Om maxeffekten till exempel är inställd på 3,3 kW antar SCR:n att uteffekten är 3,5 kW vid 220V driftspänning. Om Set Power senare behöver justeras till 0,875 kW, sänker SCR_485 spänningen till 110V.

Ställ in tröskelvärde och hysteres

Hysteres införs för att förhindra att styrsystemet aktiveras för ofta, på samma sätt som principen för en Schmitt-trigger. Endast när det uppmätta värdet (nätets effekt) är större än "tröskelvärde + hysteres" eller mindre än "tröskelvärde - hysteres", vidtas en åtgärd (justering av SCR_485:s effektuttag).

Exempel: Tröskelvärde = -20 W, hysteres = 50 W.

Dessa två inställningar gör att SCR_485:s börvärde ökar när nätets effekt är lägre än -70 W (-20-50).

Dessa två inställningar gör att SCR_485:s börvärde minskar när nätets effekt är högre än 30 W (-20+50).

Observera att i IAMMETER-effektmätarens tvåriktningsmätning anger negativa effektvärden att solcellssystemet matar effekt till nätet, medan positiva effektvärden anger att systemet förbrukar effekt från nätet.

Set the parameters in SCR-485,threshold,hysteresis