Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

[mpcz]

Zdravím, sleduji diskuzi zde o přetocích měničů. Taky mě to zajímá, protože hrozba tzv. pokut od distributorů není nic, co by dodávalo klidu. Z počátku jsem se ubíral cestou měření výstupních impulzů, což lze na téměř každém typu elektroměru. Tento systém jsem ale později zavrhl pro neodstranitelné technické nedostatky a komplikace s vyhodnocením. Také neustále shánění typů elektroměrů vhodných k laborování není také nic příjemného.
Přešel jsem tedy k systému jinému, který je použitelný snad na každém lepším elektroměru s výstupem na RS485. Dostal jsem několik kusů 1F zdarma od firmy, která je likvidovala z důvodu poškozených čipů 485. Nebyl problém je všechny opravit a zprovoznit. Všechny kusy byly certifikované a kalibrované st. zkušebnou, což dává určitou míru jistoty o přesnosti měření.
Připojení do elektroměru je pouze dvěma vodiči do opticky odděleného výstupu RS485. Komunikace proběhla bez potíží a na LCD vidím vše, co takový 4Q elektroměr je schopen změřit a nemusí se nic dopočítávat. Jinými slovy vidím přesně to, co by viděl distributor při kontrole odběru, dodávky atd., vč. okamžitých hodnot. To je určitá výhoda oproti dopočítávání hodnot z periody výstupních impulsů, které už je z principu vždy zasaženo určitou chybou. Data zpracovává Arduino se shieldem a LCD 2004. Arduino má i výstup na 485-ku, z minulého projektu jsem tedy použil tuto komunikaci na předávání všech dat do mobilu s Androidem.
V hledáčku jsem měl samozřejmě především informaci o přetoku, protože o tom to hlavně je. V tomto případě je to velmi jednoduché. Protože máme informaci o okamžitém odběru/dodávce + mnoho dalšího, stačil jen jeden řádek s testem na záporný odběr a z toho lze již jednoduše sepnout výstup, který zařídí další opatření.
To se však nakonec ukázalo jako vcelku zbytečné, protože např. některými silně kritizovaný Modrásek neudělal za týden přetok ani Watt. A to jsem se snažil docela dost ho oblafnout. Musel jsem vypnout na Modráskovi snímací civku na přívodu, potom se ihned ozval alarm a v datech se začaly objevovat hodnoty přetoku až 700W. Nepomohlo ani periodické spínání a rozpínání velké zátěže okolo 2kW. Z tohoto krátkého testu to vypadá tak, že limit 115W je pro Modráska v pohodě.
Zatím nedořešena je synchronizace těch 1/4 hodin, které jsou časovou periodou pro výpočet. Limit tedy napočítávám od 00:00:00 vždy po 15 minutách, vše se odkládá na SD kartu. (Přetoky jsou logovány ihned s krátkou periodou, aby se dala definovat jejich délka, počet i dodaný výkon zpětně.) Je jasné, že pokud oficiální elektroměr má rozhašený přesný čas nebo je nedokonalá synchronizace z centrály, může dojít k překročení 115W. K tomu by však došlo jen tehdy, pokud by se skutečné přetoky potácely kolem 115W, což v tomto konkrétním případu evidentně nehrozí.
Často spomínaná varná deska také vliv neměla. K tomu bych měl ještě jeden poznatek, že tyto spotřebiče vám udělají na 3F přetok i bez FV. Ke stejnému zjištění jsem došel pozorováním na SHELLY, která je zapojena v dílně s obráběcími stroji. FV není a přetoky jsou. Tyto zjištění by se měly oficiálně ověřit a snad by mohlo asi dojít ke změně přísného pohledu na sankce za přetoky, protože ty mohou vzniknout i v legálním provozu bez účasti FV elektrárny. Popř. by se naměřené přetoky mohly omylem hodit na konto FV, což pravda být může a taky nemusí.
Bylo by dobé, aby toto někdo oficiálně ověřil. Rozhodně si nedělám nějaké nároky na věrohodnost těchto informací. Jsem zaučený strojní zámečník a bavím se spíše výrobou krabiček na výtvory domácích kutilů. A už vůbec ne letitý solárník. mpcz, 10oct2022

[solárník]

Tam bude rozpor asi v něčem jiném. Směrnice EU, číslo si honem nevybavím, udává, jak přesně má elektroměr měřit. Pro nás je důležité, jaký nejmenší interval musí vyhodnocovat (tzv. interval integrace). Vzhledem k tomu bude konečný výsledek předaný distributorovi možná velmi odlišný (nižší až žádný přetok), než změřený v realtime.

Já jsem vyřadil v elektroměru děličku pulzů, tudíž mám asi 500x rychlejší informaci o stavu odběru/dodávky, než má běžný elektroměr a vidím výstup živá data - na kterou stranu to jde, jaký výkon, jak se to mění v čase. Přetok u modráska nastává proto, že jeho regulační smyčka reaguje poměrně pomalu. Co vidím v datech je, že zlikviduje v podstatě jakýkoli přetok do 5 sekund. Zpočátku je výkon ven z domu stejně velký jako výkon modráska v okamžiku vypnutí nějakého třeba většího (1kW) zařízení v domě a má tvar jehlového impulzu, který exponenciálně klesá k nule. Mám na testy pouze 1kW modráska, tedy jsem tam viděl přetok o počátečním výkonu ven z domu asi 850W. Jak regulační smyčka modráska začne reagovat, výkon rychle klesá a z dat vidím, že během max 5 sekund se dostane opět do spotřeby.

Tato data souhlasí s poznatky kamaráda, který vůbec netušil, že mu nainstalovali elektroměr s měřením přetoků (údaj P na displeji obyčejných nových elektroměrů) a za dva roky provozu modráska se přetok na displeji zvedl z původního 1kWh při instalaci na 2kWh, tedy mu to natočilo 1kWh přetoku. To už by mohlo nějakého distributora zajímat, ale on bydlí na vsi, kde dávají odečitateli stavu pouze papírky za okno, tedy se zatím nikdo k tomu elměru nedostal se čtečkou, aby mu zrobil průser.

Tedy ty přetoky tam jsou. Podrobnějším zkoumáním jsem přišel na to, že běžně je přetok asi 1-2Wh denně (testuju to asi týden), což je skutečně zanedbatelné, ale po pár letech to tu kWh udělá. Ale když manželka zapnula tzv "suchý friťák", který udržuje teplotu rychlým odpínáním a připínáním topidla, přetok se ten den dramaticky zhoršil asi na 10 Wh. To už by udělalo za rok 3kWh! Jinak vaříme na plynu, ale odhaduji, že to bude dělat i varná deska nebo elektrická trouba.

Další věc, kterou musíte uvážit, je, jestli vám výkon modráska skutečně snížuje příkon domu až k nule. Protože pokud i přes jeho výkon stejně žerete kW, tak to samozřejmě přetok udělat nemůže.

Pokud byste chtěl reagovat a spínat nějakou zátěž na základě dat přes sériovou linku, bude podle mne reakce poměrně pomalá, velká část toho počátečního jehlového pulzu vám může utéct. Tam by bylo ideální spínat vyloženě hardwarově - vyvést signál z LED přetoku elměru a poslat ho rovnou do rychlého SSR relé. Já osobně bych kvůli rušení raději použil ssr se spínáním v nule, protože při okamžitém spínání většina zátěží po nedlouhém čase odejde s nepříjemným výbuchem (zkušenosti s nabíječkou solárních baterií), popřípadě přepálením odporové spirály. Ta setina sekundy prodleva při spínání v nule nás už nezabije.

Na závěr bych si chtěl rýpnout do našich zákonodárců: Nikde na světě (!) se těmito mikropřetoky ze střídačů s limiterem nikdo nezabývá, ani v USA, ani v Indonézii, nikde. Jen u nás buzerace. V době krize, kdy energie potřebujeme, bych tuto zbytečnou buzeraci už konečně zrušil.

[glottis]

Zkus jeste modraska provozovat na nizkem vykonu. 0-150W. Pak ten pretok docela leze nahoru.

Merim tim shelly a za rok co to mam tam mam asi 40kwh celkem pretoku. Byl jsme se ted podivat na elektromer a ten mi ukazuje 57kwh pretok. Dokonce tam jdou najit u ty prohresky i s casem a datumem. Mam ale 3 modrasky. Po fazich pak je na jednom pretok jen 1,7kwh. Na dalsim 23 a na dalsim asi 17.

v realu u prihlasene fve s nulovym pretokem to pak vypada takhle, ze prijde email Prisel mi zatim jednou.

Dobrý den,

na základě výsledků provedeného měření elektřiny ve vašem místě na adrese xxx jsme zjistili, že došlo k překročení sjednaného rezervovaného výkonu o 0.197 kW.

[solárník]

Merim tim shelly a za rok co to mam tam mam asi 40kwh celkem pretoku.

Nevím, co jsou "shelly".

Co jsem tak zkoumal, fakt to záleží jen na typu zátěže. Musíš tam mít něco, co dělá časté přerušované odběry. Pak by to taky mohlo záležet na firmware modráska. Já to testuju na posledním letošním, jak už má pouze jednu přípojku na senzor.

p.s. to máš ještě dobrý, že jsi "překročil rezervu", někteří z nás nemají přihlášený mikrozdroj vůbec, tam jsou pokuty desítky tisíc

já třeba o tom přihlášení uvažoval, ale podle sdělení ČEZu bych musel mít revizi přípojného bodu na poslední verzi vyhlášky, což se na starém baráku dělá dost blbě - přesunout rozvodnou desku na hranici pozemku, proudové ochrany a podobně. To vychází na cenu podobnou té pokutě - desítky tisíc - takže raději dělám mrtvého brouka. Mám stejně obavu, že letos v zimě nám budou modrásci k ničemu, očekávají se v pesimistické verzi předpovědi až několikadenní výpadky proudu. Letos je lepší zainvestovat do bateriového střídače.

[mpcz]

Přiznám se, že nechápu ty údaje od kolegů vyjádřené v kWh za rok a podobně. Co vím, tak rozhodný údaj je 115W a měřící interval je 1/4 hodina. Bylo by tedy vhodné, aby předložený údaj byl za 1 1/4 hodinu. S tím už se dá pracovat a o tom vést diskuzi. Ty kW za rok sice vypadají hrozivě, zkuste si to přepočítat na limit jedné 1/4 hodiny a už se můžete do limitu dostat v pohodě. Také je dobré respektovat klausuli v Źádosti, kde je jasně deklarována možnost přetoku u zařízení, které mají ochranu proti přetoku, samozřejmě do určité hranice.
Také je dobré zjistit, jestli přetok vzniká určitě vinou Modráska. Jak píši výše, je prokázáno, že přetok může vzniknout i certifikovaným domácím spotřebičem nebo výrobními stroji ve strojírně, bez FV elektrárny.
Modráska testuji právě na malých výkonech spotřebičů. Přetoky Nejsou naměřeny v certifikovaném elektroměru. A to mě zajímá ze všeho nejvíce. Na fázi jsou zapojeny všechny možné domácí spotřebiče, včetně těch s cyklickou spotřebou 0/2,5 kW.
Shelly je krabička od Shelly s elektroměrem a několika cívkami navlečenými na přívodních fázích. Má i přenos dat na mobil. Vcelku povedené zařízení na 1 i 3F. Ale pokud vím, tak není schopná dělat měření v rámci 1/4 hodiny, takže se pro tento typ výzkumu ani moc nehodí.
Spotřeba regulovaná Modráskem 1 kW, registrovaná elektroměrem neklesne pod 11-13W. To je ale přijatelné vzhledem k celkovému výkonu. Spotřeba samotného Modráska, např. v klidu v noci je okolo 6W. mpcz, 11oct2022

[solárník]

Přiznám se, že nechápu ty údaje od kolegů vyjádřené v kWh za rok a podobně. Co vím, tak rozhodný údaj je 115W a měřící interval je 1/4 hodina. Bylo by tedy vhodné, aby předložený údaj byl za 1 1/4 hodinu.

Ty parametry, jak píšeš, platí podle mne pouze pro čtyřkvadrantní elektroměr, který ti distributor přijde zamontovat poté, co regulérné přihlásíš mikrozdroj. Jak jsem psal, to vyžaduje, abys měl revizi přípojného bodu na nejnovější verzi vyhlášky, což na starých domech představuje náklady v řádu desítek tisíc korun. Dostaneš pak určitý limit přetoku za tedy něco jak čtvrthodinu, který nesmíš překročit, jinak platíš celkem zanedbatelnou pokutu.

Pokud však mikrozdroj přihlášený nemáš, pak máš klasický elektroměr (tedy ne čtyřkvadrantní), který registruje například kWh vysoký tarif, kWh nízký tarif a kWh přetok za rok. Tam distributor jednou ročně sleduje, zda se mezi odečty nezvyšuje hodnota kWh přetoku. Pokud ano, obešle tě milostným dopisem žes nainstaloval neoprávněnou výrobnu energie, což může znamenat pokutu v řádech desítek tisíc korun (myslím, že poslední verze byla 30.000 Kč, ale už je to možná víc, nemám tušení). Protože ve starých domech ta revize nelze jednoduše udělat, pak tihle majitelé modrásků musí dosáhnout toho, aby přetok za rok byl nižší než 1 kWh a na elektroměru tudíž nebyl viditelný.

[glottis]

solárník: tak v zime je k nicemu i vetsina ostrovu pokud nejsou jen na sviceni a lednici

celkovy pocet kwh mi je samozrejme k nicemu, protoze to mam prihlasene ale lidi, co to prihlasene nemaj muze zajimat jake cislo priskoci za rok pouzivani a jak je videt, muze se to hodne lisit instalace od instalace. Tak proto to pisu a i pro zajimavost, jak se mi pretok lisi po fazich, kde jsou ruzne odbery. A nebo to mzue byt i ruznou kvalitou nebo serizenim modraska ale kdo vi.

Modrasky mam uz bez externiho vstupu limiteru takze nejaka posledni revize.

shelly prumer po 1/4 nedela ale ja si treba ty data po 2s posilam po mqtt do jineho zarizeni postavene na esp32 a esphome a tam si nejake prumery pocitam a podle toho (krome jineho) ovladam rele, ktere muze menice vypnout.

A pokud umi pretok udelat i nejake zarizeni doma, je jiste zajimave ale hlavne pro lidi, co to nemaj prihlasene Pak se tim da ohanet kdyz to prihlasene mam, nejsme si jisty jak bych uspel