Fronius und BYD Akku über Modbus steuern

 

Der Fronius-Wechselrichter kann über die integrierte Modbus-Schnittstelle ausgelesen und gesteuert werden. So kann zum Beispiel das Laden oder Entladen erzwungen werden, oder eine Lade bzw. Entladebegrenzung eingestellt werden. Warum? Um noch mehr aus der Anlage heraus zu holen.

Normalerweise funktioniert die automatische Eigenverbrauchs-Optimierung von Fronius für nahezu alle Alltagssituationen.

Ein Grund, warum ich dennoch in das Ladeverhalten eingreifen wollte, war die Tatsache, dass meine PV-Module zu Spitzenzeiten mehr DC-Leistung liefern könnten, als der Wechselrichter AC-seitig verarbeiten kann. Leider ist der Gen24 DC-seitig aber limitiert. Auch wenn die maximale Panel-Leistung des Gen24 10.0 Plus mit 15kW angegeben ist, kann der Gen24 nur ein klein wenig mehr DC Leistung verarbeiten als AC: bei insgesamt 11kW DC ist trotz Batterieladung Schluss. 

Ohne Batterieladung ist  bei ca. 10,3 KW DC Schluss.

Als Voraussetzung für das Steuern der PV-Anlage muss Modbus am Wechselrichter aktiviert werden, siehe: Fronius: Daten & Einstellungen übers Netzwerk (Modbus)

Für die Steuerung des Ladeverhaltens habe ich in einem Home-Assistant Lovelance-Dashboard Buttons zusammengestellt für folgende Betriebsmodus:

  • Erzwungenes Laden: "Force charging"
  • Erzwungenes Entladen: "Force discharge"  und
  • Ladeleistung auf einen definierten Wert limitieren: "Charge-limit" und "charging_power"

Der Knopf "Reset charging" setzt etwaige Einstellungen wieder auf Standard zurück:

Auf dieser Basis kann die Batterie natürlich auch über eine Automation gesteuert werden, zum Beispiel anhand der PV-Vorhersage für den jeweiligen Tag.

Voraussetzung Modbus-Setup

Damit sich Home Assistant auf die Modbus-Schnittstelle verbindet, habe ich folgende Zeilen in der configuration.yaml hinzugefügt.

modbus:
  - type: tcp
    # Put your Gen24 IP address here
    host: 192.168.1.137
    port: 502
    name: gen24
    sensors:
      - name: reading_battery_settings
        slave: 1
        count: 24
        address: 40345
        scan_interval: 5
        data_type: custom
        structure: ">10H2h4H8h"

Der Sensor "sensor.reading_battery_settings" liest alle relevanten Modbus-Register ein und dient als Basis für die später erwähnten Template-Sensoren:

Aus dem Sensor "reading_battery_settings", können die einzelnen Werte über ein value_template extrahiert werden:

[+]

Array Nr.

Wert

Einheit

Beschreibung

0

WChaMax

W

Sollwert für maximale Ladung, Die Voreinstellung ist MaxChaRte.

1

WChaGra

% WChaMax/sec

Sollwert für die maximale Laderate. Standardwert ist MaxChaRte.

2

WDisChaGra

% WChaMax/sec

Sollwert für die maximale Entladungsrate. Standardwert ist MaxDisChaRte.

3

StorCtl_Mod

bit 0: CHARGE

bit 1: DiSCHARGE

Aktiviert den Kontrollmodus für das Halten/Entladen/Laden des Speichers. Bitfeld-Wert.

4

VAChaMax

VA

Sollwert für maximalen Lade-VA.

5

MinRsvPct

% WChaMax

Sollwert für die Mindestreserve für die Speicherung in Prozent des nominalen Höchstspeichers.

6

ChaState

% AhrRtg

Currently available energy as a percent of the capacity rating.

7

StorAval

AH

State of charge (ChaState) minus storage reserve (MinRsvPct) times capacity rating (AhrRtg).

8

InBatV

V

Interne Batteriespannung.

9

ChaSt

1: OFF

2: EMPTY

3: DISCHAGING

4: CHARGING

5: FULL

6: HOLDING

7: TESTING

Ladestatus des Speichergeräts. Aufzählungswert.

10

OutWRte

% WChaMax

Prozentsatz der maximalen Entladungsrate.

11

InWRte

% WChaMax

Prozentsatz der maximalen Ladeleistung.

12

InOutWRte_WinTms

Secs

Zeitfenster für die Änderung der Lade-/Entladerate.

13

InOutWRte_RvrtTms

Secs

Timeout-Zeit für die Lade-/Entladerate.

14

InOutWRte_RmpTms

Secs

Rampenzeit für den Übergang vom aktuellen Sollwert zum neuen Sollwert.

15

ChaGriSet

0: PV (Charging from grid disabled)

1: GRID (Charging from grid enabled)

Sollwert zum Aktivieren/Deaktivieren des Ladens vom Netz

16

WChaMax_SF

 

Skalierungsfaktor für die maximale Aufladung.

17

WChaDisChaGra_SF

 

Skalierungsfaktor für die maximale Lade- und Entladerate.

18

VAChaMax_SF

 

Skalierungsfaktor für den maximalen Lade-VA.

19

MinRsvPct_SF

 

Skalierungsfaktor für den Mindestreservesatz.

20

ChaState_SF

 

Skalierungsfaktor für die verfügbare Energie in Prozent.

21

StorAval_SF

 

Skalierungsfaktor für den Ladezustand.

22

InBatV_SF

 

Skalierungsfaktor für die Batteriespannung.

23

InOutWRte_SF

 

Skalierungsfaktor für die prozentuale Lade-/Entladerate.

Quelle / Inspiriert von: github.com/bigramonk/byd_charging und forum.iobroker.net/topic/65205/modbus-fronius-gen24

In das Ladeverhalten eingreifen: BYD Charging ändern

Das Ändern der Einstellungen erfolgt über Modbus-Register. 

Relevante Modbus-Register für das Steuern des Ladeverhaltens

Für das Steuern des Akkus sind im Wesentlichen diese 4 Register relevant:

Laut Fronius Dokumentation: Register Wert Beschreibung Home Assistant Template Sensor
StorCTLMod 40348

0 .. keine Begrenzung
1 .. Ladebegrenzung
2 .. Entladebegrenzung
3 .. Lade/Entladeleistung

Begrenzungsmodus

bit 0: CHARGE

bit 1: DiSCHARGE

Template Sensor Name: BYD.StorCTL_Mod
{% set storCTL_mod= states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[3] | int%}
{{ "in" if storCTL_mod == 1 else
"out" if storCTL_mod == 2 else
"in and out" if storCTL_mod == 3 
else "auto"  }}
MinRsvPct 40350  

Sollwert für die maximale Entladungsrate. Standard ist MaxDisChaRte

WChaMax %

Template Sensor Name: BYD.MinRsvPct

{{ states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[5]|int / 100 }}
OutWRte 40355   Entladeleistung in %

 Template Sensor Name: BYD.OutWRte

{{ states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[10]|int / 100 }}
InWRte 40356   Ladeleistung in %

Template Sensor Name: BYD.InWRte

{{ states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[11]|int / 100 }}

Damit die Register in HA einzeln angezeigt werden können, habe ich für jeden der Register im Menü "Einstellungen", "Helfer" jeweils einen Template-Sensor erstellt: "BYD.StorCTL_Mod", "BYD.MinRsvPct", "BYD.OutWRte", "BYD.InWRte". Der Inhalt für den Template-Sensor kann aus der vorigen Tabelle entnommen werden.

Um mehrere Register in einem Ablauf zu ändern, habe ich Skripte für die einzelnen Aktionen angelegt:

Home Assistant Skripts 

Ladeeinstellungen auf Standard setzen

Folgende Register setzten das Ladeverhalten auf die Standardwerte:

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 0 keine Begrenzung
MinRsvPct 40350

500

Setzt MinRsvPct auf 5,0 % WChaMax
OutWRte 40355

10000

 setzt outwrte auf 100%
InWRte 40356

10000

  setzt inwrte auf 100%

Für das Setzen der Register bietet sich ein Skript an: "Einstellungen", "Automatisierungen & Szenen", "Skripte", "NEUES SKRIPT ERSTELLEN":

Inhalt:

[+]
alias: Reset charging
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 0
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40355
      slave: 1
      value: 10000
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40350
      value: 500
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40356
      slave: 1
      value: 10000
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:home-battery

SoC (untere Ladegrenze) auf 30% stellen

Um etwas mehr Reservekapazität im Akku zu behalten, können die Standardwerte leicht angepasst werden, indem der Wert für MinRsvPct auf z.B. 3000 für 30% Ladereserve gesetzt wird. Der gesetzte Wert über Modbus konkurriert mit den Einstellungen in der Fronius Weboberfläche: Der höhere Wert gewinnt:

Folgende Register setzten das Ladeverhalten auf die Standardwerte mit 30% Ladereserve (SoC):

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 0 keine Begrenzung
MinRsvPct 40350

3000

Setzt MinRsvPct auf 30,0 % WChaMax
OutWRte 40355

10000

 setzt outwrte auf 100%
InWRte 40356

10000

  setzt inwrte auf 100%

Für das Setzen der Register bietet sich ein Skript an: "Einstellungen", "Automatisierungen & Szenen", "Skripte", "NEUES SKRIPT ERSTELLEN":

Inhalt:

[+]
alias: Reset charging 30%
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 0
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40355
      slave: 1
      value: 10000
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40350
      value: 3000
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40356
      slave: 1
      value: 10000
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:home-battery

Batterie vom Netz laden

Um die Batterie unabhängig vom aktuellen Stromverbrauch oder der aktuellen PV-Leistung zu laden, können die folgenden 3 Register wie folgt gesetzt werden. Damit die Ladeleistung über das Lovelance-Dashboard geändert werden kann, habe ich vorab einen Input-Helfer erstellt:

Eingebunden im Dashboard kann die Ladeleistung komfortabel in der Oberfläche angepasst werden:

Hier die notwendigen Register-Einstellungen für ein erzwungenes Laden:

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 2 2 = Entladebegrenzung
MinRsvPct 40350 9900 Setzt MinRsvPct auf 99,0 % WChaMax
OutWRte 40355 {{ 65536 - (states('input_number.charging_power')|int(0) / states('sensor.wchamax')|int(1) * 10000)|int }}  

 

[+]
alias: Force charging
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 2
      hub: gen24
  - if:
      - condition: template
        value_template: >-
          {{ states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[6] |int(0) *
          10** states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[20]|int(0) <
          10 }}
    then:
      - service: modbus.write_register
        data:
          address: 40355
          slave: 1
          value: 55536
          hub: gen24
    else:
      - service: modbus.write_register
        data:
          address: 40355
          slave: 1
          hub: gen24
          value: >-
            {{ 65536 - (states('input_number.charging_power')|int(0) /
            states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) *
            10000) | int }}
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40350
      value: 9900
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:battery-charging

Ladeleistung limitieren

Für das Limitieren der Ladeleistung auf den zuvor erstellten Helfer, können folgende Register über ein weiteres Script gesetzt werden:

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 1 1 = Ladebegrenzung
InWRte 40356

"{{  states('input_number.charging_power') | int(100) * 100 }}"

 
[+]
alias: Charge-limit
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40356
      slave: 1
      hub: gen24
      value: "  {{ (states('input_number.charging_power')|int(0) / states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000) | int }}"
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 1
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:battery-charging

Batterie mit einer bestimmten Leistung entladen (erzwingen)

Hier die notwendigen Register-Einstellungen für ein erzwungenes Entladen:

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 3 3 = Lade und Endladebegrenzung
OutWRte 40355

  {{ (states('input_number.charging_power')|int(0) /
   states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000) | int
   }}

 
InWRte 40356

  {{ 65536 - (states('input_number.charging_power')|int(0) /
  states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000) | int
  }}

 
[+]
alias: ForceDischarge
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40356
      slave: 1
      hub: gen24
      value: >-
        {{ 65536 - (states('input_number.charging_power')|int(0) /
        states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000)
        | int }}
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40355
      slave: 1
      value: |-
        {{ (states('input_number.charging_power')|int(0) /
         states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000) | int
         }}
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 3
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:home-battery

Beispiele

Die folgenden Beispiele stammen aus der Fronius-Dokumentation: 42,0410,2649.pdf und wurden für die Verwendung mit den Register-Nummern ergänzt:

Nur Laden des Energiespeichers erlauben

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [-3300 W, 0 W]

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 2 schaltet Entladegrenzwert aktiv, Bit-Muster: 10
OutWRte 40355

0

setze Entladelimit auf 0% von WchaMax
InWRte 40356

ist in diesem Fall nicht relevant

 

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Nur Entladen des Energiespeichers erlauben

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [0 W, 3300 W]

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 1 Bit 1 schaltet Ladegrenzwert aktiv, Bit-Muster: 01
OutWRte 40355

ist in diesem Fall nicht relevant

 
InWRte 40356

0

setze Ladelimit auf 0% von WchaMax

Weder Laden noch Entladen erlauben 

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 0% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [0 W, 0 W]

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 3 schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11
OutWRte 40355

0

setze Entladelimit auf 0% von WchaMax
InWRte 40356

0

setze Ladelimit auf 0% von WchaMax

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Laden und Entladen mit maximal 50% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 50% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 50% erreicht werden => resultiert in Fenster [-1650 W, 1650 W]

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 3 schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11
OutWRte 40355

50

setze Entladelimit auf 50% von WchaMax
InWRte 40356

50

setze Ladelimit auf 50% von WchaMax

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Laden im Bereich von 50% bis 75% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 75% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf -50% erreicht werden => resultiert in Fenster [1650 W, 2475 W]

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 3 schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11
OutWRte 40355

-50

setze Entladelimit auf -50% von WchaMax
InWRte 40356

75

setze Ladelimit auf 75% von WchaMax

Der Batteriestatus in Fronius Solar.web wechselt zu „Erzwungene Nachladung“

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Entladen mit 50% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf -50% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 50% erreicht werden => resultiert in Fenster [-1650 W, -1650 W] 44

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 3 schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11
OutWRte 40355

50

setze Entladelimit auf 50% von WchaMax
InWRte 40356

-50

setze Ladelimit auf -50% von WchaMax

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Laden mit 50% bis 100% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Entladeleistung auf -50% erreicht werden => resultiert in Fenster [1650 W, 3300 W]

  Register Wert Beschreibung
StorCTLMod 40348 3 schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11
OutWRte 40355

-50

setze Entladelimit auf -50% von WchaMax
InWRte 40356

ist in diesem Fall nicht relevant

 

Der Batteriestatus in Fronius Solar.web wechselt zu „Erzwungene Nachladung“ 

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Einsatz in der Praxis: Home Assistant - Automatisierung

Um im Winter eine Restkapazität von 30 % im Akku zu behalten und damit im Notfall den PV-Point nutzen zu können und zudem möglichst keine Akkukapazität zu verschwenden, habe ich mir folgende Automatisierung überlegt: 

Aktion Beschreibung

Beim Erreichen von 30 % Akkufüllstand -> Skript: SoC (untere Ladegrenze) auf 30% stellen

An Tagen, an dem der Akku nicht vollständig geladen wird, soll dieser auch nur bis 30 % entladen werden.

Akku voll geladen -> Skript: Ladeeinstellungen auf Standard setzen

Sollte der Akku voll geladen werden, soll auch die komplette Kapazität des Akkus zur Verfügung stehen, entsprechend soll das Ladelimit beim Erreichen eines Füllstands von 100 % auf den Standardwert von 5 % gesetzt werden.

PV-Vorhersage in der Nacht größer 20kW -> Skript: Ladeeinstellungen auf Standard setzen

Damit die eventuell gesetzte 30 % Ladereserve an sonnigen Tagen nicht verschenkt wird, könnte das Limit anhand der PV-Vorhersage in der Nacht auf den Standardwert von 5 % gesetzt werden: Die 30 % Ladereserve könnten dadurch noch konsumiert werden, bevor die PV-Anlage Strom produziert und den Akku wieder befüllt.

Die Automatisierung als YAML-Code:

[+]
alias: Batterie Management
description: ""
trigger:
  - platform: numeric_state
    entity_id:
      - sensor.byd_battery_box_premium_hv_ladezustand
    above: 99
    id: voll
  - platform: numeric_state
    entity_id:
      - sensor.byd_battery_box_premium_hv_ladezustand
    above: 30
    id: 30p
  - platform: time
    at: "03:00:00"
    id: Nacht
condition: []
action:
  - if:
      - condition: trigger
        id:
          - voll
    then:
      - service: script.reset_byd_charging
        metadata: {}
        data: {}
  - if:
      - condition: trigger
        id:
          - 30p
    then:
      - service: script.reset_charging_25
        data: {}
  - if:
      - condition: trigger
        id:
          - Nacht
      - condition: numeric_state
        entity_id: sensor.pv_remaining_today
        above: 20
    then:
      - service: script.reset_byd_charging
        metadata: {}
        data: {}
mode: single

Der Sensor für die PV-Vorhersage stammt dabei von der Integration Forecast.Solar.

Details zu den Automatisierungen, siehe: Home Assistant Automatisierung - Möglichkeiten & Basics

Quellen

siehe auch

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Fragen / Kommentare


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✍Markus
06.02.2024 13:07
Hallo Bernhard,

vielen Dank für den tollen Artikel! Ich habe eine ganz ähnliche Situation, also die Module liefern mehr Spitzenleistung als der WR (Fronius Gen24) verarbeiten kann. Dazu kommt, dass ich weniger Leistung ins Netz liefern darf, als der WR max. produzieren kann. Deshalb möchte ich den WR bei erwartetem Überschuss (Wetter-API) automatisch so konfigurieren, dass die Batterie möglichst geleert wird, es sei denn, der WR läuft in die Limitierung und müsste die Leistung drosseln. In dem Fall soll die überschüssige Leistung in die Batterie geladen werden. Dieses Verhalten lässt sich erreichen, indem in der GUI unter "Battery Management -> Time-dependent battery control" die "Min. discharge power" auf einen positiven Wert eingestellt wird, ansonsten aber keine max. charge/discharge power konfiguriert wird. Das Problem scheint nun zu sein, dass dieser Wert nicht per API (Solar API oder Mosbus) konfigurierbar ist, sondern lediglich per GUI. Per Modbus scheint lediglich die max. charge/discharge power (positiv oder negativ) konfigurierbar zu sein, über welche der gewünschten Effekt aber nicht erreichbar ist.

Die Alternative wäre, Werte fortlaufend anzupassen, aber auch das ist nur heuristisch möglich, weil es ja per API gar nicht ohne Weiteres erkennbar ist, ob die Leistung aktuell gedrosselt wird bzw. wie hoch die Leistung ohne Drosselung wäre.

Liege ich mit meinen Annahmen richtig, oder übersehe ich etwas?

Liebe Grüße
Markus
✍Bernhard
gepostet am 06.02.2024 16:50
Hallo Markus, 

was über Modbus möglich ist, ist die Batterie zum Entladen mit einer bestimmten Entladeleistung zu zwingen. Ich hatte dazu in Home Assistant bereits ein Script und dieses hier hinzugefügt: Batterie mit einer bestimmten Leistung entladen (erzwingen).  
Ich schätze, der Wechselrichter müsste eine eingestellte Einspeisebegrenzung respektieren und dann das Entladen aussetzen? Habe das aber so noch nicht getestet.

Beitrag erstellt von Bernhard
✍Markus
gepostet am 13.02.2024 16:31
Hallo Bernhard,

danke für die Rückmeldung! Sollte in der Nachricht ein Link enthalten sein? Der scheint verlorengegangen zu sein.

Wenn man die Batterie zum Entladen zwingt, aber möchte, dass sie im Falle eines Stromüberschusses (z.B. aufgrund eines beschränkten Netzzuganges) dann doch lädt, dann muss man offenbar die Batterie per Skript laufend überwachend und beim Feststellen eines Überschusses von Entladen auf Laden umstellen. Schön wäre, wenn WR/Batterie das selbst regeln würden. Wenn man per Battery Management eine "min. discharge power" konfiguriert, kann genau dieses Verhalten erreicht werden. Aber wenn ich dich recht verstehe, und so wie ich die Modbus API bisher verstanden habe, ist dieses Verhalten per Modbus nicht konfigurierbar und offenbar auch nicht per offizieller Solar API.

Per undokumnetierter Web API lässt sich das Verhalten aber offenbar konfigurieren, [siehe z.B. hier](https://github.com/home-assistant/core/issues/92279) [oder hier](https://github.com/evcc-io/evcc/blob/master/templates/definition/meter/fronius-solarapi-v1.yaml). Aber bei Nutzung einer undokumentierten API ist's halt mit der Zukunftssicherheit in der Regel nicht weit her. :-)

Beitrag erstellt von Markus
✍Bernhard
gepostet am 13.02.2024 16:34
Hallo Markus, nein es sollte kein Link vorhanden sein: Ich habe die Seite um die Information ergänzt: Überschrift auf dieser Seite: "Batterie mit einer bestimmten Leistung entladen (erzwingen)"

Beitrag erstellt von Bernhard
✍Markus
gepostet am 13.02.2024 17:01
Alles klar, danke! :-)

Beitrag erstellt von Markus
✍Lobotschobi
gepostet am 11.04.2024 20:12
Hallo Markus und Bernhard!
Ich bin nicht sicher, ob ich die beiden Links oben und deren Aussage richtig verstehe - ich bin da eher Neuling.
Ich habe genau das oben beschriebene händisch gemacht:
Ich habe mir in Home Assistant über Templates mit der Modbus-Schnittstelle ein Regelmodell geschrieben, das - unter der Rahmenbedingung, dass ich einspeisebegrenzt bin - die Batterie wetterabhängig (Prognose) nach einer Soll-Ladekurve über den Tag lädt. Zusätzlich wird in der Nacht abgeschätzt, wie viel Strom bis Sonnenaufgang noch gebraucht wird: Überschuss wird in der Nacht eingespeist.
Hauptzweck ist aber, dass ich die Batterie über den Tag langsam lade und nur wenn ich die Einspeisebegrenzung erreiche, wird mehr in die Batterie geladen als geplant um nichts zu verlieren. (Ich mache das eben "händisch" - bei 4kW Einspeisebegrenzung habe ich einen Wert definiert - z.B. 3.900 W. Ich regle nun die Ladung der Batterie so, dass die Einspeisung diesen Zielwert erreichet.)
Das funktioniert recht gut. Ich habe aber ein Problem: Ich finde in allen Modbusdaten die aktuelle Solarproduktion, die Leistung von/in der/die Batterie und die Leistung von/ins Netz nicht (der letzte ist der Wichtigste - auf den regle ich ja). Ich nehme zurzeit die Werte aus dem Fronius-API aber die liegt nur im 10 Sekundentakt vor. Funktioniert zwar - aber der Regler mit diesem 10 Sekundentakt ist dadurch träge. Das merkt man vor Allem, wenn sich ein starker Verbraucher ein- bzw. ausschaltet. Ich würde das gerne im 2-5 Sekundentakt laufen lassen - aber das macht natürlich nur Sinn, wenn ich die Messwerte gleichschnell bekomme.
Wo finde ich die beim Modbus? Meinem Verständnis nach liefert die der - in meinem Fall - Fronius Smart Meter. Der hängt ja auch am Modbus, aber ich habe noch nicht herausgefunden, wie ich da rankomme.
Habt ihr eine Idee oder das schon gelöst?

Viele Grüße,
Helmut
P.S.: Bei Interesse kann ich den Ansatz natürlich gerne teilen.

Beitrag erstellt von Lobotschobi
✍Lobotschobi
gepostet am 12.04.2024 09:00
Entschuldigung - ich habe die Werte doch nun gefunden: den Zugriff auf den Smart Meter für die Einspeiseleistung und die anderen im MPPT-Block. Ich werde sie mir aber noch genauer ansehen, die Auswirkung auf meinen Regler und dann noch kurz darüber informieren.
Viele Grüße, Helmut

Beitrag erstellt von Lobotschobi
✍Bernhard
gepostet am 12.04.2024 09:11
super, danke: wollts mir auch ansehen, bin aber noch nicht dazugekommen..

Beitrag erstellt von Bernhard
✍Lobotschobi
gepostet am 18.04.2024 16:07
So, hier kurz ein Überblick über meinen Ansatz die Batterieladung Tag und Nacht zu managen.
(Ich möchte betonen, dass es sicher schönere Möglichkeiten gibt, das zu implementieren – vielleicht überlege ich mir das noch – vielleicht gibt es auch Ideen. Es ist über einige Wochen gewachsen (ich musste erst lernen, wie man in Home Assistant gewisse Funktionalitäten, Automationen und Variablen umsetzt) und funktioniert jedenfalls recht gut. Bei meiner Recherche über Modelle, die das erledigen, bin ich leider nicht fündig geworden.)

Zusammengefasst:
Randbedingungen:
•	Einspeisebegrenzung 4 kW (Anlage: 10 kWp)
•	Strombezugsvertrag – Stundentarif
•	Stromliefervertrag: Fixtarif

Nacht:
Ich berechne, wie viel Energie für meinen Haushalt bis Sonnenaufgang in der Batterie sein soll. Das hängt vom Verbrauch (Sommer weniger / Winter mehr), von der Prognose des Folgetages und vom Stromtarif für den zugekauften Strom ab: Bei Überschuss speise ich die gespeicherte Energie ein, bei Bedarf lade ich zu den günstigen Nachtstunden den Speicher gezielt auf.
Tag:
Beginnend mit der geplanten Restladung aus „Nacht“ bei Sonnenaufgang wird eine Plan-Ladekurve berechnet. Das ist eine halber Cosinus (verkehrt: -cos(alpha*t-offsetSonnenaufgang), die bei Sonnenaufgang bei der geplanten Restladung beginnt und bei Sonnenuntergang 100% Batterieladung erreicht.

Die Aufgabe der Regler Nacht und Tag ist nun den Speicher gemäß dieser Kurve zu verwalten aber die Einspeisebegrenzung zu berücksichtigen (wenn mehr Leistung von der PV-Anlage da ist, wird schneller als die Plan-Ladekurve geladen und bei Bewölkung mit dem Laden wieder gewartet (sprich: mehr eingespeist), bis die Plan-Ladekurve wieder erreicht ist.

Aus folgenden beiden Gründen hat es jetzt etwas gedauert (vielleicht hat da jemand einen Kommentar / Lösung dazu):

1. Modbus-Problem:
Ich wollte zuerst die Modbusdaten nicht über Sunspec sondern mit dem Modbus-Modul laden (Sunspec kann den Smart Meter nicht auslesen (zumindest habe ich das nicht herausgefunden), daher wollte ich dann alles gleich mit dem Modbus-Modul von Home Assistant einlesen).
Dabei bin ich auf das Problem gestoßen, dass des MPPT-Register zu lange ist (Home Assistant begrenzt den String mit 256 Zeichen). Daher musste ich es auf 4 Teile teilen. Im 1. Teil steht der – leider – dynamische Skalierungsfaktor (SF) für die 4 MPPT-Stränge (in diesem Fall für Power - Strang 1, Strang 2, Batterie laden, Batterie entladen). Das war aber nicht synchron: Strang 1 war richtig (in dem Block wurde der Skalierungsfaktor mit eingelesen, der da am Anfang steht). Jetzt ist es aber passiert, dass der SF für die 3 MPPTs aus den anderen 3 Blöcken dann ein Problem bereitet hat, wenn er sich gerade geändert hat. Die MPPT2/3/4 hatten dann genau einen Peak nach oben oder unten – je nachdem. Der Peak war genau Faktor 10 – also war der SF hier gerade noch falsch – ich weiß nicht warum. Das hat meinen Regler natürlich gestört. Ich habe dazu keine Lösung gefunden.

Ich habe das Einlesen des MPPT-Blockes dann auf Sunspec umgestellt – und jetzt funktioniert es.

2. Timing:
Das ist wohl eher Regelungstechnik und Automation (da habe ich wohl während des Studiums zu wenig aufgepasst ;-) )
Ich lese die Modbusdaten jetzt im 2-Sekundentakt (1-Sekundentakt habe ich mich noch nicht getraut ;-) )) ein und berechne aus allen relevanten Daten die soll-Ladung der Batterie (die ist der Stellwert, der sich aus dem tageszeitabhängigen Zielwert der cos-Kurve und der Einspeisebegrenzung ergibt).
Die Ausgabe des Stellwertes für die Batterieladung über Modbus passiert in einer Automation mit einem Takt von zurzeit 6 Sekunden (macht nur eine Sicherheitsabfrage, schaut ob der Regler grundsätzlich aktiviert ist und schreibt das Register - so wie von Bernhard erklärt).

Je langsamer ich das mache, desto träger wird der Regler beim Erreichen der Einspeisegrenze und ich verliere Energie, weil der Wechselrichter dann nicht die volle Leistung von den Paneelen abholt, bis der Zielwert wieder erreicht ist.
Wenn das zu schnell passiert, beginnt der Wert zu schwingen.
Dazu muss ich einfach die Messwerte noch besser verstehen (Glättung / Totzeit) um das ideale Timing für das Reglerverhalten zu finden (viel habe ich da im Internet leider nicht gefunden).

So, und bevor ich hier mehr Details poste, warte ich gerne auf Kommentare und ob da überhaupt Interesse besteht.

Viele Grüße,
Helmut

Beitrag erstellt von Lobotschobi

✍Philipp
03.02.2024 15:41
Hallo,
auch von mir erstmal danke für die tolle und gut verständliche Anleitung.
Bei mir scheint nach Anpassung der Startadresse auf 40355 (nach Excel Gen24_Primo_Symo_Inverter_Register_Map_Float_storage.xlsx) auch das Auslesen der Werte zu klappen.
Leider funktioniert das Schreiben bzw. Ausführen der Skripte nicht. Sobald ich auf dem Dashboard auf "Ausführen" egal welchem Skript klicke, ändert sich "nichts", also die gewünschte Umsetzung kommt nicht am Wechselrichter an und auch die angezeigten Werte ändern sich nicht. 
Was mir aufgefallen ist, ist alle Werte auf dem Dashboard beim Draufklicken als Aktualisierungsdatum immer den Zeitpunkt des letzten HA Restarts anzeigen. 
Ist das normal oder gibt es evtl. ein Kommunikationsproblem ? Hat jemand eine Idee wie ich hier weiter debuggen kann ? 

Danke und Gruß
Philipp
✍Bernhard
gepostet am 03.02.2024 16:29
Hallo Philipp, meinst du mit dem Anpassen der Startadresse die Modbus-Konfiguration in der configuration.yaml-Datei von Home Assistant?: 
modbus:
  - type: tcp
...
    sensors:
      - name: reading_battery_settings
        slave: 1
        count: 24
        address: 40345
...
Sollte dein Setup mit 40355 anstelle von 40345 funktionieren, schätze ich müssen für das Ausführen und Schreiben wahrscheinlich auch angepasste Adressen verwendet werden?
Eventuell hat das was mit den Komponenten in der Gerätekonfiguration zu tun? Wie schaut dein Setup dazu aus? Weicht das von meinem Setup ab?
Ich habe im Menü Gerätekonfiguration / Komponenten an erster Stelle den PV Generator, dann als Primärzähler den Fronius Smart Meter (RTU, Modbus Adresse: 1) und am Ende die Batterie: BYD Premium HVS/M
Menü Kommunikation / Modbus: 
Modbus RTU-Schnittstelle 0: Master, Modbus RTU-Schnittstelle 1: Master und Slave als modbus TCP Port: 502, SunSpec: int+SF und Zähleradresse: 200.

Beitrag erstellt von Bernhard
✍Philipp
gepostet am 04.02.2024 12:25
Hallo Bernhard,
danke für die schnelle Rückmeldung. 
Meine Konfig war analog deiner, außer der Zähleradresse, da hatte ich 240, und als Sunspec: float.
Habe dann auf deine Settings umgestellt, jetzt geht es. 
Hast du eine Idee, warum es mit float und der anderen Zähleradresse Probleme geben könnte ? Ich brauche diese Einstellungen für meine Bosch Wärmepumpe, die kommuniziert auch über Modbus mit dem Wechselrichter und verlangt diese Einstellungen (können auch m.W. nach nicht angepasst werden bei Bosch :-(

Gruß Philipp

Beitrag erstellt von Philipp
✍anonym
gepostet am 06.02.2024 18:44
Kurzes update: nach Korrektur der Write Adressen geht es bei mir auch mit float werten. Nur die Einstellungen der Lade/Entladebegrenzung will nicht richtig.

Beitrag erstellt von anonym
✍Lobotschobi
gepostet am 18.04.2024 20:23, geändert: 18.04.2024 20:25
Hallo Philipp und Bernhard,
Ich habe das erst jetzt mit dem float und int+sf verstanden bzw. beachtet. Gibt es eigentlich einen Grund (Vorteil) das mit int+sf zu implementieren? Wie in meinem post weiter oben beschrieben habe ich Probleme mit dem Timing des dynamischen SF (scale factor).
Mit der float-Variante wäre das auf einen Schlag weg oder übersehe ich einen Nachteil?

Gruß, Helmut

Beitrag erstellt von Lobotschobi

✍anonym
13.04.2024 06:39
Hallo Bernhard,
meine Hochachtung für Deine Arbeit und Mühe.
Genau solch eine Steuerung suchte ich bereits seit geraumer Zeit.
Ich habe 2 Gen24 10.0, einen mit 3 x BYD 10.2 HVS und den anderen mit 2 x BYD 22.1 HVM, jeweils paralell geschaltet
Ich habe zunächst einen mit Deiner Anleitung integriert.
Ich habe mich mit strickt an den Vorgaben gehalten.
Erhalte aber, wenn ich ein Skript "ForceDischarge" ausführe, eine Fehlermeldung.
In den Step Details wird folgende angezeigt. Fehler: 'H' format requires 0 <= number <= 65535
Ich bin leider nicht so der Freak und komme nicht weiter.

Wenn ich beide einbinde, selbstverständlich haben diese unterschiedliche IP, muss ich in der modbus.yaml diese unterschiedlich bezeichnen?
Vielen Dank im voraus für Deine Mühe.

Gruß Steffen

✍anonym
01.04.2024 12:11
Vielen Dank für das tolle Tutorial!

✍anonym
29.02.2024 12:01
Hallo Bernhard,
ich habe gerade ein ganz anderes Szenario in der Verbindung Fronius / ByD Batterie im Kopf.
Ich wechsle zu Tibber und hab mir überlegt wenn im Winter die PV-Anlage nicht genügend Strom erzeugt um die Batterie zu befüllen, könnte ich die Batterie doch nachts günstig aufladen, die Speicherverluste muss ich natürlich berücksichtigen.
Ich steuere daheim alles über Homematic und habe auch die Möglichkeit http / https Requests abzuschicken. Wäre es möglich ein entsprechendes Skript hierzu zu erstellen?
Gruß
Michael

✍solarstation
14.02.2024 06:25
All real registers +1 except 40345, means:
40349 StorCtl_Mod,
40356 OutWRte
40357 InWRte

From fronius doc:
40349	40349	1	RW	0x03 0x06 0x10	StorCtl_Mod	
40356	40356	1	RW	0x03 0x06 0x10	OutWRte
40357	40357	1	RW	0x03 0x06 0x10	InWRte	


Fault comes from HA 40345 declaration i guess.

Wbr,

✍anonym
27.01.2024 09:26
Danke für die super Anleitung ich möchte gerne das Register ChaGriSet auslesen was muss ich dazu in den Template Sensor für einen Code schreiben (bin leider nicht der Programmierer), bei den andren konnte ich es mir durch die Beispielcodes zusammenreimen.
Ich hätte diesen Ansatz getroffen:
{% set ChaGriSet_mod= states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[15] | int%}
{{ "NETZ AUS" if ChaGriSet_mod == 0 else
"NETZ EIN" if ChaGriSet_mod == 1 else
else "Fehler"  }}
Ich bekomme jedoch folgende Anzeige in der Vorschau:
Dieses Template überwacht keine Ereignisse und wird nicht automatisch aktualisiert.
Danke für deine Unterstützung
✍Bernhard
gepostet am 27.01.2024 09:37
Hallo,
 
auf Anhieb sehe ich 2mal else: am Ende der vorletzten und zu Beginn der letzten Zeile. 
Ansonsten kannst dich mal schrittweise nähern indem du mal nur {{ChaGriSet_mod}} ausgibts und die Ausgabe nach und nach erweiterst.

Beitrag erstellt von Bernhard
✍anonym
gepostet am 28.01.2024 11:13
Servus, vielen lieben Dank für die rasche Rückmeldung!
Du hattest natürlich recht mit dem else richtig schaut das Yaml so aus:
{% set ChaGriSet_mod= states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[15] | int%}
{{ "Netzladen erlaubt" if ChaGriSet_mod == 0 else
"Netzladen nicht erlaubt" if ChaGriSet_mod == 1
else "FEHLER"  }}
Schönen Tag noch, sonnige Grüße aus Österreich

Beitrag erstellt von anonym

✍anonym
26.01.2024 12:16
Hallo! Danke für die tolle Anleitung. Funktioniert, jedoch wenn ich den Akku aus dem Netz laden möchte, lädt der Akku nur mit deutlich unter 1kW. Gesetzt habe ich aber 40356 = 10000 (also 100%). Ist noch ein anderes Limit einzustellen?

✍anonym
18.01.2024 23:15
Fronius und BYD Akku über Modbus steuern, vielen Dank es ist eine super Beschreibung, auch die Detail finde ich echt Top!!! Ich hätte eine Frage zum Punkt:
 „Für das Setzen der Register bietet sich ein Skript an: "Einstellungen", "Automatisierungen & Szenen", "Skripte", "NEUES SKRIPT ERSTELLEN":“
Welchen Punkt muss ich wählen bei Sequenz Aktion hinzufügen, ich habe schon einiges probiert wie Szene usw. wäre über eine Unterstützung sehr dankbar.
✍Bernhard
gepostet am 19.01.2024 06:52
Danke für dein Feedback.
Als Aktion für die Sequenz benötigst du hier meist: "Modbus: Register schreiben" oder alternativ den vorbereiten YAML-Text kopieren und gegebenenfalls anpassen.

Beitrag erstellt von Bernhard
✍anonym
gepostet am 19.01.2024 08:37
Danke für die rasche Antwort, ich habe mich wahrscheinlich nicht gut ausgedrückt. Ich würde gerne deinen Code verwenden (welcher unter Inhalt steht), aber ich weiß nicht, wie ich den Yaml einfügen kann. Wenn ich beim Punkt Sequenz hinzufügen anklicke, geht ein Fenster auf wo ich zu Auswahl folgende Punkte habe: Auswählen/Bedingung/Dienste Ausführen usw. welchen Punkt muss ich nehmen um den Inhalt 
„alias: Reset charging
sequence:
  - service: modbus.write_register…
einfügen zu können.
Danke Liebe Grüße Roman

Beitrag erstellt von anonym
✍Bernhard
gepostet am 19.01.2024 08:41
Rechts oben im Editor auf Ebene der Überschrift, bei den 3 Punkten "⁝" und "als YAML bearbeiten"

Beitrag erstellt von Bernhard
✍anonym
gepostet am 19.01.2024 10:55
Danke für die rasche Antwort, das war die Lösung. Wirklich sehr gute Beschreibung vielen Dank dafür!!! Du kannst damit sicher nicht nur mir sondern vielen helfen, den Speicher gut zu nutzen.

Beitrag erstellt von anonym

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