Styr en kjelevarmer automatisk med en Wi-Fi SCR-modul

Denne artikkelen forklarer hvordan du automatisk kan styre en kjelevarmer ved hjelp av en Wi-Fi SCR-modul (SCR_485) og en IAMMETER strømmåler for å øke egenforbruksgraden til et solcelleanlegg (PV).

Ved å justere SCR-modulens utgangseffekt i sanntid etter den effekten som mates inn på nettet, er målet å forbruke så mye som mulig av den innmatede effekten og øke egenforbruksgraden til solcelleanlegget.

Tidligere hadde vi en veiledning som viste hvordan du kan bruke en Wi-Fi SCR-modul med ESP Home-firmware for å justere utgangseffekten til resistive laster lineært. For mer informasjon, se følgende lenke: ESP32 + SCR-modul: Juster utgangseffekten til resistive laster, f.eks. varmere, lineært.

Resultatvisning

Som vist i figuren, blir SCR-kontrollerens «Set Power» kontinuerlig justert i sanntid etter den innmatede effekten når automatisk modus er aktivert, slik at den innmatede effekten holdes rundt 0 W.

Control the power of the heater according to the grid power

Grid Power REV: Innmatet effekt (feed-in)

SCR_485 Power: «Set Power» for SCR_485

Om SCR_485

En lineær effektkontroller med en maksimal utgangseffekt på 4 kW (220V-system). Den kan justere utgangseffekten lineært i området 0-4 kW, anbefales for styring av resistive laster (som kjelevarmere), og har Wi-Fi-funksjonalitet.

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

For mer informasjon, se denne lenken.

Fastvare

SCR_485 bruker ESP Home-firmware, som er forhåndsinstallert før levering.

YAML

YAML-fil: SCR-485.yaml.

Kundene må konfigurere IP-adressen og tilhørende faseinformasjon i henhold til hvordan strømmåleren faktisk brukes.

Systemkobling

Systemkoblingen er vist i figuren nedenfor, med hovedkomponentene som følger:

En IAMMETER trefase strømmåler brukes til å måle netteffekten. Siden IAMMETERs strømmåler er en toveis måler, kan den måle effekt i begge retninger (effekt som tas fra nettet og effekt som mates tilbake til nettet), og den tilbyr en API for å lese måleresultatene i sanntid.
SCR_485: En Wi-Fi SCR-modul som leser effektmålingene fra IAMMETER-måleren via API-en og justerer utgangseffekten i sanntid for å drive kjelevarmeren.

Juster SCR_485-modulens utgangseffekt automatisk basert på netteffekten

Etter at systemkoblingen er fullført, må kundene utføre følgende oppgaver:

Konfigurer Wi-Fi-legitimasjonen for «SCR_485».
Konfigurer IAMMETER-strømmåleren i ESP Home YAML-filen.
Angi parametere.

Konfigurer Wi-Fi-legitimasjonen for «SCR_485»

configure the wifi credentials in esp home

Konfigurer IAMMETER-strømmåleren i ESP Home

Åpne nettsiden i ESP Home. I skjermbildet vil du legge merke til at det er oppført seks enheter, siden vi for tiden har seks SCR_485-enheter under testing i laboratoriet vårt.

SCR_485 in ESP Home

Oppdater YAML-konfigurasjonsfilen med denne scr-485.yaml.

Endre YAML-konfigurasjonen i henhold til hvilken type strømmåler som brukes.

WEM3080

WEM3080 er IAMMETERs enfase strømmåler. Hvis du bruker WEM3080, betyr det at den målte effekten er netteffekten (Grid Power), og du trenger bare å angi målerens IP-adresse som følger:

Endre IP-adressen (10.10.30.33) i YAML-filen til strømmålerens IP-adresse.

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 er alle IAMMETERs trefase strømmålere. Hvis du bruker en trefase strømmåler, må du i tillegg til å konfigurere IP-adressen også velge hvilken spesifikk fase som skal brukes til å måle netteffekten.

Angi målerens IP-adresse

Endre IP-adressen 10.10.30.33 i YAML-filen til strømmålerens IP-adresse.

Velg hvilken fase på måleren som skal måle netteffekten

Hvis strømnettet er enfaset, kan hvilken som helst fase på trefasemåleren brukes til å måle netteffekten (som vist i systemkoblingsdelen, der fase B brukes til å måle netteffekten).

Hvis strømnettet er trefaset, bør den totale effekten fra trefasemåleren brukes til å representere netteffekten.

Kommentarene i koden nedenfor viser dette:

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]
...

Angi parametere

Logg inn på nettsiden, parameterforklaringene er som følger:

Auto Mode: Manuell modus/Automatisk modus.

Terskel: Terskelverdien for reguleringssløyfen.

Hysteresis: Hysterese-parameteren til Schmitt-triggeren. Siden styringen skjer på høyt og lavt nivå, er «Hysteresis»-parameteren lagt til for å forhindre oscillasjon. En operasjon utløses når Grid Power > terskel + Hysteresis eller Grid Power < terskel - Hysteresis.

Set power: Utgangseffekten som er satt på SCR_485.

Set the parameters in SCR-485,threshold,hysteresis

Angi maksimal effekt

Denne parameteren er den maksimale effekten til lasten som styres av SCR_485. Siden SCR_485 styrer lasten ved å justere utgangsspenningen, må denne maksimale effekten brukes som referanse når Set Power beregnes.

Hvis maksimal effekt for eksempel er satt til 3.3 kW, antar SCR at utgangseffekten er 3.5 kW ved 220V arbeidsspenning. Hvis Set Power senere må justeres til 0.875 kW, reduserer SCR_485 spenningen til 110V.

Angi terskel og hysterese

Hensikten med å innføre hysterese er å forhindre hyppig kobling i reguleringssystemet, på samme måte som prinsippet i en Schmitt-trigger. Kun når den målte verdien (netteffekten) er større enn «threshold + hysteresis» eller mindre enn «threshold - hysteresis», utføres en handling (justering av SCR_485s utgangseffekt).

Eks.: Terskel = -20 W, Hysteresis = 50 W.

Disse to innstillingene øker SCR_485s innstilte effekt når netteffekten er mindre enn -70 W (-20-50).

Disse to innstillingene reduserer SCR_485s innstilte effekt når netteffekten er større enn 30 W (-20+50).

Vær oppmerksom på at i IAMMETER-strømmålerens toveis måling indikerer negative effektverdier at solcelleanlegget mater effekt ut på nettet, mens positive effektverdier indikerer at systemet forbruker effekt fra nettet.

Set the parameters in SCR-485,threshold,hysteresis