Beiträge von fritzr

Zitat von DIYROLLY

Ich habe ja schon mal gefragt, wofür ist der ganze Aufwand gut?

So wie ich es sehe, fragst du das hier zum ersten Mal.

Sehr viele Nutzer saldieren ihren Shelly 3EM mittels Home Assistant. Die Probleme, die dabei auftreten (z.B. Abweichungen durch falsche Saldierung, Netzwerkstörungen, HA-Neustarts usw.), findest du hier im Thread, aber auch anderswo öfter beschrieben. Angebotene Lösungen beinhalten oft nur theoretisierendes Halbwissen bis hin zu Glaubenssätzen. Mein Ansatz zur Beschreibung der Probleme und Workarounds dafür ist deshalb eine praktische Vergleichsmessung mit realen Beispielen gemessener Diskrepanzen als Diskussionsgrundlage. Im Wesentlichen mache ich das für mich selbst, auch um in Diskussionen andernorts darauf verweisen zu können. Aber wer das verfolgen möchte, Fragen hat oder Fehler findet, ist gern willkommen.

Moin!

Im Keller mit dem Powerline-Extender hängen zum Glück keine "tragenden Teile" am Netz: "Meine Lösung" und der Wechselrichter speichern auch intern für eine Weile und meine shellybasierte Heizungsregelung funktioniert auch ohne Netzwerkverbindung.

Übrigens läuft Powerline ziemlich stabil und auch dessen aufgespanntes WLAN. Und da ist kein Devolo oder FRITZ!Powerline am Werke sondern ein billiger TP-Link. Ein Netz über WLAN-Repeater hätte mMn nicht diese Zuverlässigkeit.

Zitat von fritzr

Eine große Schwäche der Energiezählung auf Basis von Leistungssensoren ist die Notwendigkeit eines absolut stabil laufenden Home Assistant Servers.

Hier ging zwischen 13:56 und 14:07 Uhr mehrmals der Powerline Extender vom Netz, der die WLAN-Daten des Shelly 3EM an den Router überträgt. Grund dafür war ein absichtliches Abschalten des Sicherungsautomaten wegen Leitungsüberprüfungen.

Aufgetragen ist die Differenz zwischen Energiesensor mit Energiedaten und Energiesensor mit Leistungsdaten (Nettozählung), darunter der Sensor der Momentanleistung.

Zum Zeitpunkt der Abschaltung lag der energiebasierte Sensor 0,08 kWh vorne. Die Abschaltung fiel in eine Phase der Einspeisung ins Netz, denn die Momentanleistung war negativ. D.h. dem leistungsbasierten Energiesensor fehlen für diesen Zeitraum abzuziehende Energiemengen. Der energiebasierte Sensor zählte einfach weiter und zog die eingespeiste Energiemenge korrekt ab, da die 3EM-interne Zählung von der Unterbrechung der WLAN-Verbindung nicht betroffen war. Deshalb wurde der Abstand zum anderen Sensor geringer. Er betrug nachher nur noch etwa 0,04 kWh.

Man sieht daran, wie eng das Rennen nach der kurzen Laufzeit noch ist, denn durch ein "Einzelereignis" kann sich noch die Führungsposition entscheiden.

Wie man erkennen kann, sind die Abweichungen zwischen den beiden Varianten Leistungswerte vs. Energiewerte sehr klein, besonders im Verhältnis zur Abweichung zum Hauszähler des Netzbetreibers (netto). Jede Störung der Datenversorgung, wie bei Netzwerkinstabilitäten oder Neustarts von HomeAssistant, verhindert kurzzeitig die Zählung der Variante Leistungswert (#43). Im betrachteten Zeitraum gab es hiervon die ein oder andere. Trotzdem zeigt der leistungsbasierte Einspeisezähler einen höheren Wert, was auf eine bessere Aufteilung in Bezug und Einspeisung hindeutet (#42).

Ich lasse die Messung noch eine Weile weiterlaufen, gerade weil es nach einem Kopf-an-Kopf-Rennen aussieht.

Stand 28.3.24 15:31 Uhr:

Hauszähler: 233/16 kWh

Hausstrom all: 730,2586 kWh

Hausstrom all energy: 730,3013 kWh

Hausstrom exP2Eli: 14,0631 kWh

Hausstrom BezminusAll: -498,9885 kWh

Vergleich seit 13.3.:

Hauszähler: Bezug +73/ Einspeisung +6 kWh, also Netto 67 kWh

HA-Zählung Netto:

Hausstrom all: +64,8949 kWh (basiert auf 3EM Leistungsdaten)

Hausstrom all energy: +64,9376 kWh (basiert auf 3EM Energiedaten)

HA-Zählung Einspeisung:

Hausstrom exP2Eli: +6,4370 kWh (3EM Leistungsdaten)

Hausstrom BezminusAll: +6,3092 kWh (3EM Energiedaten)

Auf 1 Phase bekommt der 3EM intern die Saldierung übrigens anscheinend gut hin.

Der kleine Leistungsspike oben um 9:55 Uhr auf 570 W dauerte nur 3s, ansonsten gingen in dieser Minute etwa -150 W Einspeiseleistung durch. Korrekt zählte die minütliche Aktualisierung der Bezugsenergie um 9:56 Uhr etwas dazu, obwohl in der Summe dieser Minute die Energiemenge negativ war, also mehr eingespeist wurde.

Bring Shelly dazu dem 3EM eine phasenübergreifende Saldierung in die Firmware einzupflegen und ich höre sofort auf mit dem "Verdröseln".

Einlesen in die Grundproblematik kann man sich auch im Thread Zählweise bzw. saldierende Zählung

Vergleich seit 13.3. 8:32:

Hauszähler: +32/+2 kWh, also netto 30 kWh

Hausstrom all: +29,3810 kWh

Hausstrom all energy: +29,3912 kWh

Vergleich seit 13.3. 16:32:

Hausstrom exP2Eli: +2,1997 kWh

Hausstrom BezminusAll: +2,1045 kWh

Zitat von fritzr

Das lässt sich gut über eine Messung entscheiden: Hauszähler (Bezug-Einspeisung) vs. Variante 1 vs. Variante 2.

Zwischenstand 19.3.24 11:55 Uhr:

Hauszähler: 192/12 kWh

Hausstrom all: 694,7447 kWh

Hausstrom all energy: 694,7549 kWh

Die in #41 und #43 beschriebenen Fehlereinflüsse wirken sich auf "Hausstrom all" aus.

Für den Fehlereinfluss aus #42 gebe ich ab jetzt noch zwei HA-Sensoren an, die die Einspeiseenergie messen:

"Hausstrom exP2Eli" bildet die linksseitige Riemannsumme aus den 3 Phasen EM3-Leistungen, wenn sie in Summe negativ sind (Einspeisung).

"Hausstrom BezminusAll" bildet die Differenz aus aufsummierten 3 Phasen EM3-Energien (Nettozähler) und einem HA-Verbrauchszähler auf dieselben EM3-Energien mit deaktivierter "Netzverbrauch" Option (Rücklaufsperre, also Bezugszähler). Netto minus Bezug ergibt Einspeisung.

Hausstrom exP2Eli: 9,8258 kWh (Referenzzeitpunkt ist #23, 13.3. 16:32, 7,6261 kWh)

Hausstrom BezminusAll: -503,1932 kWh (-505,2977 kWh)

Eine große Schwäche der Energiezählung auf Basis von Leistungssensoren ist die Notwendigkeit eines absolut stabil laufenden Home Assistant Servers. Unten sieht man, wie zwei reguläre Server Reboots nach HA-Softwareupdates den Blauen durcheinander bringen, während der Pinke zwar kurze Datenaussetzer hat, aber keine Energiedaten verliert, da sie ja im Shelly 3EM selbst stromausfallsicher gespeichert werden.

Unten sieht man die Differenz: Dem Blauen fehlen nach den Reboots offensichtlich etwa 0,015 kWh.

Der EM3 liefert fast sekündlich Leistungswerte, aber nur einmal in der Minute wird der aktuelle Wert des internen Energiezählers geliefert. Auch das kann zu Saldierungsfehlern führen.

Hier ein Beispiel, das anders als der vorherige Chart die Schwäche der Saldierung mit EM3internem Energiezählersensor gegenüber dem Leistungssensor offenbart:

Es ist Mittag, es wird gekocht. Die Leistung der Herdplatten wird je nach Heizstufe zyklisch an und abgeschaltet (pink). In den Abschaltphasen ist die Hausleistung dank der PV-Leistung (blau) negativ, es wird dann ins Netz eingespeist:

Trivialerweise sollte der Hauszähler Einspeisung zählen, wenn per Saldo Einspeisung erfolgt, und Bezug, wenn per Saldo Bezug erfolgt. Wie sieht das in diesem Falle aus?

Der Einfachheit halber fokussieren wir uns mal auf die Einspeisung: Unten zählt der Blaue im niedrigen Sekundentakt Einspeisung, wenn der Sensor Saldoleistungsmesser (pink oben) aktualisiert wird und negativ ist. Der Pinke aktualisiert minütlich, wenn der Sensor Saldoenergiezähler kleiner wird.

Da nun von Minute zu Minute gerechnet nie eine Saldoeinspeisung erfolgt, weil der Gesamtverbrauch in jeder Minute die Gesamteinspeisung übersteigt, bleibt Pink stur flat. Erst ganz am Ende bei 13:55 reicht der Einspeiseüberschuss innerhalb einer Minute für einen Uptick aus.

Blau zählt die kurzen Einspeisephasen mit, wie auch der Hauszähler des Netzbetreibers. Deshalb kommt in diesem Fall die Energiezählung auf Basis der Leistungssensoren der Realität näher als die Zählung auf Basis der Energiesensoren .

Zitat von apreick

Deine Berechnung? Also welche zeigt ins Positive

Ja. Die Leistungsmessung liegt drüber.

Für die Abweichung tippe ich eher auf systematische Fehler durch die linksseitige Riemann Summe bei der Integration der Leistungsdaten. Ich habe mal in den Differenzsprung um etwa 5 Wh oben nach 20:00 Uhr reingezoomt:

Beim roten Ei oben fällt auf, dass der Blaue mehr dazu zählt als der Pinke. Und das, obwohl der Pinke nur 1x die Minute neue Werte bekommt, also eigentlich immer "mehr aufholen muss", während der Blaue normalerweise im wenige Sekundenbereich aktualisiert wird.

Zwischen den beiden roten aufeinanderfolgenden Leistungsmessungen unten liegen 23 s und die linksseitige Riemannsumme zählt dieses Rechteck bauartbedingt voll dazu. Doch ist es realistisch, dass die Leistung 2664 W 23 s unverändert bleibt und dann plötzlich auf 1042 W einbricht? Ich denke, da hatte die interne Zählung des Pinken ohne Netzwerk dazwischen einfach einen Vorteil...

Aber du hast recht. Irgendjemand wird sich irgendwo schonmal kompetenter, als ich es kann, der Thematik angenommen haben. Aber als Physiker macht mir die Analyse eben Spaß, und ich freue mich immer, wenn ich selbst drauf komme, woran es liegt.

Ich frage mich, wovon ein etwaiges systematisches Auseinanderdriften der Leistungs- im Verhältnis zu den Energiesensoren abhängen könnte.

Dazu habe ich aufgetragen:

Oben die beiden Energiezähler (all = leistungsbasiert, all energy = energiebasiert),

mittig die Differenz zwischen beiden,

unten die allphasige Leistung.

Zitat von apreick

den Satz muss ich auch schon wieder 3x lesen " die nicht von mir nachgestellt werden" hä??

Das war nicht böse gemeint. Ich habe mich nur auf "Letzte minimale Anpassung war am 25.02.2024" bezogen und das ist gerade mal 3 Wochen her.

Ich selbst mache das ja auch so, dass ich die HA-Verbrauchszähler (utlity meter) von Zeit zu Zeit nachstelle, um ein Gefühl für den Drift zum Hauszähler zu bekommen.

Dass deine Jahresabrechnungen nur <10 kWh abweichen, nehme ich dir voll ab. Warum denn auch nicht? Nur beweist umgekehrt eine Abweichung zwischen HA- und Messstellenzähler, die sich noch im Rahmen hält, nicht, dass der Zählsensor falsch konzipiert wurde.

Deshalb mache ich ja hier die Vergleichsmessung zwischen Leistungs- und Energiedaten.

Hast du etwa deinen Netzbetreiber bestochen, dir einen Klasse C Zähler (oder D oder gar E) einzubauen?

Oder warst du die letzten 3 Wochen im Urlaub und hast keinen Verbrauch/Einspeisung gehabt?

Aber ernsthaft: Deine ab und zu angepassten virtuellen Zählerstände basieren doch auf Integrationszählern, die nicht von dir nachgestellt werden. Es wäre erhellend, wenn du mal deren Stände und die des Zweirichtungszählers mit einem längerem Zeitraum dazwischen (>1 Monat) angeben könntest.

Ein Jahr hat nicht 365 Monate, oder?

Ich finde bei mir keinen. Es handelt sich um einen Nettoenergiezähler, nicht um einen Leistungszähler!

Hast du denn deinen Fehler gefunden?

Hier mal ein aktueller Energiesensorverlauf bei bis zu 600 Watt Einspeiseleistung:

Nicht ganz. Vielleicht entdeckst du den Fehler selbst?