Prediktiv reduksjon av strømbruk - Effektariff nivå

[Kim123]

Henger ikke regulatorene etter? 

 

Det er snakk om effekt tariff og ikke energi. Dvs bikker du over 5kW en eneste gang den måneden har du ny tariff.

 

Så hvis du bruker 10kW i en halvtime og deretter 0kW har du brukt 5kWh, men du har da gått over til ny effekt tariff på 10kW. 

 

Så det vil si, hvis vvb er på, du lager middag, og noen plugger på elbilen får du en peak på 12kW i 2 minutter og du er over på ny effekt tariff. 

[ZoRaC]

Kim123 skrev (39 minutter siden):

Det er snakk om effekt tariff og ikke energi. Dvs bikker du over 5kW en eneste gang den måneden har du ny tariff.

 

Så hvis du bruker 10kW i en halvtime og deretter 0kW har du brukt 5kWh, men du har da gått over til ny effekt tariff på 10kW. 

Nei, den dataen har ikke netteier tilgang på. De får data hver hele klokketime og eneste data de kan bruke til dette er differansen i målerstand mellom hver rapportering (altså kWh på 1 time). Strømmåleren logger/sender ikke peak effekt. 

[Kim123]

Okei! Vi satser på det holder seg sånn. Artig måte å bruke en PID regulator på, har noen hundre timer med innregulering, integral regning og tuning av PID regulatorer, men aldri i denne sammenhengen 

[kjetilsn]

Har testet litt med å endre på innstillingene for PID regulatoren da det er ganske stor treghet i mitt system, som førte til overkompensering. De fem nivåene for pådrag regulerer opp og ned settpunktemperatur på forskjellige termostater for forskjellige rom som igjen har forskjellig effekt, som gjerne allerede er av, så dette blir uansett aldri helt perfekt. På natta er det varmtvannstanken som er den store lasten, den går av om pådraget er under 2. elbil lader rusler og går på 6A uavhengig, den skal også styres av PID etter hvert. 

 

Første innstillinger (direkte fra stigvi sin konfigurasjon):

pid = PID(40.0, 1.0, 1600.0, setpoint=float(input_number.effekt_target)-0.15)

 

 

Nye innstillinger:

Redusert P og I, lagt D til 1 (lurer på det tilsvarer av eller D da skal stå til 0) Den største endringen skjedde ved redusering av I til 0.1.

pid = PID(20.0, 0.1, 1.0, setpoint=float(input_number.effekt_target)-0.15)

 

 

Er fornøyd med resultatet så langt, da det blir mindre av og på av laster, og det ser ut som den treffer målet ganske så bra.

Har også endre derivative sensor og satt time window ned fra 5 til 1 min. for å få den raskere, det fører til at den fort overskyter i starte av timen, men ser ut som at det går bra grunnet "treghet" som er lagt til i PID?..

 

Slik er da sensorer nå:

## Styring av effekt bassert på forbuk mot tariff ""


    ## integrere kWh fra AMS
  - platform: integration
    source: sensor.ams_forbruk
    name: AMS fastupdate
    unit_prefix: k
    round: 2

    ## Derivere fra kWh 
  - platform: derivative
    source: sensor.ams_fastupdate
    time_window: "00:01:00"

    ## Forutsi timesforbruk bassert på derivert og faktisk forbruk 
  - platform: template
    sensors:
      estimated_fast_hourly_consumption_unfiltered:
        unit_of_measurement: 'kWh'
        device_class: power
        value_template: "{{ (states('sensor.ams_fast_update_meter')|float(15)+states('sensor.sensor_ams_fastupdate_derivative')|float(0) *(3600-now().minute*60-now().second)/3600) | round(3) }}"
        
    ## Filtrere vekk støy fra time overgang  
  - platform: filter
    name: "estimated_fast_hourly_consumption_filtered"
    entity_id: sensor.estimated_fast_hourly_consumption_unfiltered
    filters:
      - filter: outlier
        window_size: 4
        radius: 0.25
      - filter: lowpass
        time_constant: 10
        precision: 3

    ## Nivåer bassert på PID output 
  - platform: template
    sensors:
      energy_regulator_usage_step:
        friendly_name: 'Energy regulator usage step'
        icon_template: mdi:power-standby
        value_template: >-
          {%if states.sensor.regulator_energy_usage.state | float<=10 %}1
          {% elif states.sensor.regulator_energy_usage.state | float<=30 | float>10 %}2
          {% elif states.sensor.regulator_energy_usage.state | float<=60 | float>30 %}3
          {% elif states.sensor.regulator_energy_usage.state | float<=80 | float>60 %}4
          {% elif states.sensor.regulator_energy_usage.state | float<=100 | float>80 %}5
          {%- endif %}

 

Og her er da døgnforbruk med scriptet til stigvi i bruk vs uten:

 

 

[Kim123]

stigvi skrev (På 18.11.2021 den 9.56):

Jeg har kuttet ut Tibber Pulse. Den hadde for mange utfall og da ble det umulig å holde seg under en kwh grense. Nå bruker jeg en enkel esp32 dings som kjører amstomqttbridge. Du finner tråder her på forumet om denne.

Nå har tibber vært nede hos meg i 1,5 time med "internal server error" så da må en kanskje vurdere å gå for en løsning du har! 

[hjemmedude]

Har du et totaltsett høyere kwh forbruk per dag eller ser det bare sånn ut?

[kjetilsn]

Det stemmer nok,

Den første er fra 17.11 og siste er fra forrige natt , og da var det ganske kaldt ute.

Men så er skalaen også 8kW på den ene og 6kW på den andre.

[Truls]

Jeg har laget til litt grunnlag for å justere effektforbruk, jeg regner ut hvor mye "ledig" effekt jeg har resten av timen uten å bryte grensen for høyeste time.
Tenkt brukt for å styre elbil-lader, til å "gi på" om det er ledig effekt...


Sent fra min SM-G991B via Tapatalk

[Kim123]

Litt offtopic. Virker deres tibber integrasjoner? 

[filipn]

Kim123 skrev (28 minutter siden):

Litt offtopic. Virker deres tibber integrasjoner? 

Trodde det bare var hos meg etter en restart av HA *puh*. Samme feil som du har, internal server error. Prøvd å få ny token uten at det hjalp.

[stigvi]

kjetilsn skrev (På 23.11.2021 den 8.48):

Redusert P og I, lagt D til 1 (lurer på det tilsvarer av eller D da skal stå til 0) Den største endringen skjedde ved redusering av I til 0.1.

Når du setter D til 1 så har du vel i praksis deaktivert denne. Tipper D-utgangen på regulatoren står på konstant null?
D vil motvirke raske endringer på utgangen, så jeg vil anbefale en høy nok verdi til at du ser at den bidrar. Den kan f.eks hindre at regulatoren øker pådraget så kraftig at forbruket passerer 5kwh for en kortere periode. Å redusere I og P vil gjøre regulatoren tregere, men du kan øke disse to og samtidig øke D for å hindre at det blir ustabilt.

[kjetilsn]

Hei stigvi,

 

Takk for tilbakemelding. Jeg skal forøke å øke D igjen for å få redusere raske endringer. Stemmer at denne har ligget til 0 siden endringene. Grunnen til endring var at jeg leste (wikipedia) at ofte var det ikke nødvendig med D funksjonen, derfor la jeg denne ned foreløpig for det da ble mindre å holde øye med under testing. Kan nok ha misforstått eller blandet med dempning ser jeg når jeg leser dette en gang til

Quote

Derivative term[edit]

 

Response of PV to step change of SP vs time, for three values of K_d (K_p and K_i held constant)

The derivative of the process error is calculated by determining the slope of the error over time and multiplying this rate of change by the derivative gain K_d. The magnitude of the contribution of the derivative term to the overall control action is termed the derivative gain, K_d.

The derivative term is given by

{\displaystyle D_{\text{out}}=K_{\text{d}}{\frac {de(t)}{dt}}.}

Derivative action predicts system behavior and thus improves settling time and stability of the system.^[17][18] An ideal derivative is not causal, so that implementations of PID controllers include an additional low-pass filtering for the derivative term to limit the high-frequency gain and noise. Derivative action is seldom used in practice though – by one estimate in only 25% of deployed controllers^{[citation needed]} – because of its variable impact on system stability in real-world applications.

 

Ellers må jeg si at scriptet ditt fungerer jo som bare det, selv med ikke optimale innstillinger treffer det som regel meget bra.

 

Dette har motivert meg til å få integrert bedre min OpenEVSE i home assistant, slik at regulatoren kan sette laderstrømmen slik du har gjort på din lader. Legger ut konfigurasjonen  i en egen tråd i tilfelle noen andre her har eller kommer til å ha en OpenEVSE sammen med home assistant.

[elZorro]

Hei, er ny her.

 

PIDer etc er ikke min styrke for å si det mildt.

 

Har løst kapasitetsavgiftstrusselen på følgende måte - inntil videre med tall fra nettet som ikke er fra min netteier, men 'man tager hvad man haver':

 

Tibber med Pulse gir meg følgende realtidsverdier:

 

 

Venstre instrument er så å si direkte fra Tibber

• {{ states.sensor.accumulated_consumption_current_hour_.....state | round(2) }}

mens høyre instrument beregner og viser forventet forbruk den pågående timen basert på historien av timen så langt - og ikke noe mer

• {{ ((states.sensor.accumulated_consumption_current_hour_......state | float * 60) / (now().minute+1)) | round(2) }}

Når verdien til høyre overstiger 4.8 (for sikkerhets skyld styrer jeg mot 4.8 kWh/h, ikke 5) kutter jeg ut noen laster. Har ikke så mye som er lett å kutte, men så langt - noen få døgn - holdt det. Når verdien synker under 4.7 slår jeg lastene på igjen.

 

"(now().minute+1))" er jo 'å jukse litt' - jeg bytter litt unøyaktighet i beregningen mot at jeg ikke får delt-på-null-feil det første minutt i timen.

 

Jeg venter med på/av-prosedyren inntil den første kWh har blitt forbrukt fordi svært lavt forbruk (kWh) delt på svært kort tid (0..1 minutt) gir resultater i den første tiden som spriker lett i alle retninger. Når timen nærmer seg slutten viser begge instrumentene det samme.

Endret 24. november 2021 av elZorro
Hadde med feil bilde: før 1 kWh var inne

[stigvi]

elZorro skrev (6 minutter siden):

Når verdien til høyre overstiger 4.8 (for sikkerhets skyld styrer jeg mot 4.8 kWh/h, ikke 5) kutter jeg ut noen laster (har ikke så mye som er lett å kutte), men så langt - noen få døgn - holdt det. Når verdien synker under 4.7 slår jeg lastene på igjen.

Dette er egentlig en P-regulator. Etterhvert tror jeg du vil få mer og mer lyst på integrasjondelen også 😉 Og det er ikke veldig vanskelig. Du kan løse det med en template sensor i tillegg til det du har eller bare utvide den du har.

 

elZorro skrev (14 minutter siden):

Jeg venter med på/av-prosedyren inntil den første kWh har blitt forbrukt fordi svært lavt forbruk (kWh) delt på svært kort tid (0..1 minutt) gir resultater i den første tiden som spriker lett i alle retninger. Når timen nærmer seg slutten viser begge instrumentene det samme.

Et godt tips. Vurdere noe av det samme, enten som dette eller at andre parametre endrer seg avhengig av hvor langt i timen en er kommet.

[stigvi]

kjetilsn skrev (23 timer siden):

Jeg skal forøke å øke D igjen for å få redusere raske endringer

Her er eksempel på det jeg prøver å oppnå. Klokken 11 var det timeskifte og mitt forbruk som lå på ca 5.5kW gjorde som forventet at forbruk økte umiddelbart i den nye timen.



Men allerede en god stund før forbruket mitt passerer min grense så regulerer pid regulatoren ned til et pådrag på 75%



Så jeg unngår at forbruket kommer langt over 100%. Dette er med en D = 2500

Her er kurver med samme tidsakse. Blir litt lettere å se hva som skjer da






Det sentrale her er altså rett etter kl 11 der regulatoren går ned til 75% før forbruket har nådd 100%

[hjemmedude]

Jeg har ikke bayesian sensor for varmekabler. Disse putrer og går på normaltemperatur hele døgnet minus to som er på nattsenking..

Trenger jeg bayesian eller et oppsett for prioritering av varmekilder for at pid-regulatoren/alt skal fungere?

[stigvi]

hjemmedude skrev (51 minutter siden):

Jeg har ikke bayesian sensor for varmekabler. Disse putrer og går på normaltemperatur hele døgnet minus to som er på nattsenking..

Trenger jeg bayesian eller et oppsett for prioritering av varmekilder for at pid-regulatoren/alt skal fungere?

Nei, helt klart ikke. Du må bare kunne slå de av / på alt etter om regulatoren er over eller under en grense som du setter. Løses lett med automasjon i HA eller du kan bruke samme skript som kjører regulatoren.

Edit: Men du bør prioritere de og slå de av/på en etter en. Regulatoren får en stor jobb hvis du slår av / på alle på en gang, men det skal i prinsippet virke det også.

Endret 26. november 2021 av stigvi

[kjetilsn]

Kan anbefale å sjekke ut Schedy for styring av varmekildene, kan enkelt brukes sammen med scriptet til stigvi.

Har brukt det selv i lang tid for nattesenking, senking ved dyr strøm, etc. støtter også vindu/dør sensor som direkte kan slå av varme i det tilhørende rommet etc.

Her er et par eksempler:

 

  rooms:

    living:
      actors:
        climate.stue:
      schedule:
      - v: 20
        rules:
          - rules:
            - x: "Add(-10) if state('sensor.energy_regulator_usage_step') < '5' else Next()"
            - x: "Add(-1) if is_on ('input_boolean.energy_cost_high') else Next()"
            - x: "Add(-5) if is_on ('input_boolean.varmt_ute') else Next()"
            - x: "Add(-10) if is_on ('input_boolean.ferie') else Next()"
          - rules:
            - x: "Next() if state('input_boolean.fri') == 'off' else Break()"  
            - { start: "14:00", end: "22:00", weekdays: 1-4 }
            - { start: "14:00", end: "23:00", weekdays: 5 }
            - { start: "08:00", end: "23:00", weekdays: 6 }
            - { start: "08:00", end: "23:00", weekdays: 7 }
            - { v: 19 }

          - rules:
            - x: "Next() if state('input_boolean.fri') == 'on' else Break()"  
            - { start: "06:00", end: "22:00", weekdays: 1-4 }
            - { start: "06:00", end: "23:00", weekdays: 5 }
            - { start: "08:00", end: "23:00", weekdays: 6 }
            - { start: "08:00", end: "23:00", weekdays: 7 }
            - { v: 19 }
    
              
    Bad:
      actors:
        climate.bad:
      schedule:
       - x: "Add(-10) if state('sensor.energy_regulator_usage_step') < '9' else Next()"
       - x: "Add(-1) if is_on ('input_boolean.energy_cost_high') else Next()"
       - x: "Add(-4) if is_on ('input_boolean.ferie') else Next()"       
       - { v: 24, start: "23:00", end: "06:00", weekdays: 1-4 }
       - { v: 24, start: "23:00", end: "06:00", weekdays: 5 }
       - { v: 24, start: "23:00", end: "06:00", weekdays: 6 }
       - { v: 24, start: "23:00", end: "06:00", weekdays: 7 }
       - { v: 22 }

 

[stigvi]

kjetilsn skrev (4 minutter siden):

Kan anbefale å sjekke ut Schedy for styring av varmekildene

Denne bruker appdaemon og skriptet for regulatoren kan også kjøres under appdaemon hvis en vil slippe pyscript

[hjemmedude]

Ok takk - skal sjekke ut schedy. Har ikke satt meg inn i appdaemon vs pyscript, så kikker på det også.

Vil den/de minst prioriterte varmekablene ha flest av/på ergo størst slitasje på bryter? Om det skal ha noe å si for levetid. En slags round-robin av termostater der man fordeler av/på belastningen hadde vært pent?

[stigvi]

hjemmedude skrev (4 minutter siden):

Ok takk - skal sjekke ut schedy. Har ikke satt meg inn i appdaemon vs pyscript, så kikker på det også.

Vil den/de minst prioriterte varmekablene ha flest av/på ergo størst slitasje på bryter? Om det skal ha noe å si for levetid. En slags round-robin av termostater der man fordeler av/på belastningen hadde vært pent?

Du kan få mange av/på på varmekablene. Jeg har løst det med at det er null forsinkelse på å slå de av, men 5 minutt på å slå de på. 5 minutt er periodetid på mine termostater så da antar jeg at mitt system ikke sliter mer enn normal bruk.

[stigvi]

Jeg tror jeg har landet på parametre til PID regulatoren som fungerer bra hos meg.

 

pid = PID(40.0, 0.4, 2500.0, setpoint=float(input_number.max_energy_usage))

 

Time etter time klarer jeg å holde meg like ved grensen jeg har satt på 4.8kWh selv om jeg setter elbil på lading på vilkårlig tidspunkt og VVB slår inn.

[kjetilsn]

Har etter du anbefalte å bruke D satt den til 3000 og testet litt, øket etterhvert I. Av og til gikk forbruket over 5, tyisk 5.0 eller 5.1, så jeg øket også til -0.2 etter det så har den truffet mellom 4,75 og 4,9. Kanskje den vil treffe enda mer eksakt med å øke P igjen, men er egentlig fornøyd slik:

 

Før:

pid = PID(20.0, 0.1, 1.0, setpoint=float(input_number.effekt_target)-0.15)

Nå:

pid = PID(20.0, 0.5, 3000.0, setpoint=float(input_number.effekt_target)-0.2)

 

 

Så ble det kaldt her og 5kWh ble for lite selv med vedfyring, har satt den opp til 10kWh, redd det er det som blir gjeldende for Jan, feb, og kanskje mars. 

Får vel til å isolere taket:)

 

 

 

[Moskus]

Kan noen skrive en begynners-guide for bruk av PID? Jeg har 0 kjennskap til dem. Koden er lett å finne på nettet, så den er mer eller mindre klar, men bruken  av den er ikke bare-bare for en som ikke kjenner til den tankegangen...

 

Evt. om noen vet om et godt sted å begynne?  

[stigvi]

Moskus skrev (48 minutter siden):

Kan noen skrive en begynners-guide for bruk av PID? Jeg har 0 kjennskap til dem. Koden er lett å finne på nettet, så den er mer eller mindre klar, men bruken  av den er ikke bare-bare for en som ikke kjenner til den tankegangen...

 

Evt. om noen vet om et godt sted å begynne?  

PID-regulatoren - Tu.no