Leistungsregelung von Fronius Verto per modbus bei Netzausfall

Du musst dir zuerst Mal die entsprechenden Modbus Befehle für den Fronius suchen.
Dann kannst du dir ein Flow basteln, der die Netzspannung oder den Betriebsmodus des MultiPlus nimmt und dann eben bei Wegfall der Spannung oder dem Wechsel des Betriebsmodus auf “Inverter” wird der entsprechende Befehl per Modbus geschickt.

Ich würde mich aber nicht darauf verlassen, das das schnell genug umgesetzt wird.

Eine einigermaßen sichere Möglichkeit habe ich oben ja beschrieben.

Danke dir dafür, die Idee ist gut, kann mich nur noch nicht entscheiden, ob sie mir gefällt…

Hier noch ein guter Beitrag zu dem Thema.

da gibts fertiges Nodes für die Leistungsbegrenzung eines Fronius Symo zumindest. Hatte die mal nur testweise am Laufen, noch ohne Produktiveinsatz:

flows.zip (1,2 KB)

Der Verto ist wohl noch zu neu, so daß du wenig Chancen hast da jemand zu treffen der dir einen Beispielflow präsentieren kann. Grundsätzlich sollte das aber über Modbus TCP funktionieren wenn der Verto im Netz hängt. Da musst du dich eben mal in die Register einlesen. Der Verto kann aber vermutlich auch Sunspec, so daß die Register gleich sind wie bei den älteren Fronius (Symo).

Wenn du das nur für deine eigene Installations machst, kannst du das Plug & Play erst mal vergessen. Du weist daß bei dir im Netz ein Verto hängt und auf welcher IP Adresse der erreichbar ist. Damit kannst du die Register direkt ansprechen ohne erst mal eine Enumeration zu machen welche rausfindet welche Geräte in deiner Installation vorhanden sind.

Grundsätzlich kann NR erst mal keinen Modbus. Es gibt aber eine rege internationale Community welche viele Bibliotheksfunktionen bereitstellt, so daß du nicht alles selbst erfinden musst. Für Node Red gibt es aber leider unendlich viele Libs von Usern wo man nicht richtig weis, welche überhaupt funktionieren, welche noch gewartet werden oder welche man nehmen oder nicht nehmen soll. Ich kann dir in diesem Fall die Installation der freien Lib “node-red-contrib-modbus” empfehlen das bei mir schon länger problemlos funktioniert. Es gibt auch welche die nur ähnlich heissen wo man aber besser die Finger weglässt.

Es gibt nun einen Read und einen Write Node womit du auf die passenden Register zugreifen kannst. Du brauchst dazu nur die gewünschte Registernummer angeben. So sieht das bei einem Symo aus wenn die Leistung in diesem Fall ausgelesen wird:

Weil der Symo aus Modbus Sicht Server ist der vom Slave abgefragt wird, gibst du in der Server Zeile ein wo dein WR im Netz zu finden ist:

Das wars dann schon. Wenn du den Flow startest kannst du Daten von oder zum WR schreiben oder lesen. Die Kunst ist nun, die korrekte Registeradresse rauszufinden. Dazu musst du nun in der Modbus Anleitung von Fronius nachlesen. Ich glaube sie haben auch nur ein Excel File mit den Registern und gar kein PDF weil die Infos irgendwo für Servicepartner unter dem Tisch gehandelt werden. Aber Modbus und Sunspec sind keine Geheimnisse und es gibt im Netz haufenweise auch einführende PDFs dafür. Aufpassen muß man bei den Registeradressen. Manche fangen bei 0 und manche fangen bei 1 an zu zählen weshalb man unter Umständen einen Offset von 1 braucht damit irgenwass sinnvolles funktioniert. Aber das siehst du ja wenn Quatsch zurückkommt.

Wenn du die Registeradressen studierst, wirst du merken daß es zwei Versionen gibt welche das Gleiche machen. Einmal im Integer und einmal im IEEE Float Format. Ich habe auch zuerst mit Integer angefangen weil das scheinbar einfacher ist. Aber du hast herstellerübergreifende Probleme High und Lowbytes unterschiedlich umzusortieren und manche Hersteller haben die Integers gar nicht oder nur teilweise implementiert während die Float Version immer da ist. Also am besten immer gleich die Float Version nehmen.

Dummerweise kennt NR von Haus aus aber gar keine IEEE Float Formate. Glücklicherweise gibt es aber auch da eine fleissige internationale Communitiy von welcher du dir dann den “Node-Red-Contrib-Buffer-Parser” installierst. In diesem nachgeschalteten Node gibst du dann an, wie die ankommenden Daten interpretiert werden sollen. Bei Fronius ist das Big Endian (also Float be), ein Offset und keine Byte Swaps. Kaum machst du alles korrekt, landen die passenden Daten von Fronius in deim NR Payload. Umgekehrt beim Schreiben natürlich auch.

Sorry für den langen Post, aber noch ein paar Sätze zur Hardware. Ein “normaler” Drehstromwechselrichter wie auch der Verto (nicht VertoPlus Hybrid) hat eine Drehstrom Vollbrücke aus 6 Transistoren. Ein Multiplus hat eine Wechselstrom Vollbrücke aus 4 Transistoren. Bei Drehstrom aus 3 Multis arbeiten also summa summarum 12 Transistoren oder die doppelte Anzahl von Hardware um einen zusätzlichen Nulleiter zu erzeugen. Hast du nun in deiner Insel eine Schieflast, so kann diese der Verto nur symmetrisch erzeugen weil kein Nulleiter erzeugt wird. Die Multis müssen dafür sorgen daß die Last auch schief bedient wird. Der Strom fliesst dazu über den Nulleiter in einen der Multis. Das funktioniert aber eben nur bis zur Multi Nennleistung und dann macht die Symmetrie die Grätsche. Bei einem 27KW Verto kannst du theoretisch 9kW Schieflast haben welche der 5k Multi nicht bedienen kann. Das würde dann eine Überspannung geben welche die HW zerstört sofern sie nicht rechtzeitig irgendwie abregeln oder die Sicherung rausfliegt. Daher kommt die 1:1 Regel. Es dürfte also solange gut gehen, wie daß du dafür sorgen kannst daß die Schieflast nicht größer als deine Multiplus Nennleistung wird. Ausprobiert habe ich das aber auch noch nie. Wenn deine Batterien voll sind, wird der Verto ansonsten über eine Frequenzanhebung von den Multis abgeregelt.

Edit: @grua hat zwischenzeitlich eine Lösung die funktioniert wenn der Fronius im ESS auf dem dbus über Venus eingebucht ist. Der von Victron vorbereitete Node ist natürlich viel einfacher und du solltest erst das probieren. Obenstehende Lösung funktioniert aber auch wenn der Fronius (wie bei mir) wo ganz anders am AC Netz angeschlossen ist oder das gar kein Fronius sondern ein WR von Hersteller XY ist welchen Victron gar nicht kennt. Mein Fronius hängt in einem ganz anderen Stockwerk an einem anderen Zähler. Ich muß die Leistung begrenzen damit mir die Haussicherung am HAK nicht rausfliegt weil alle Zähler gleichzeitig belastet werden. Im Endeffekt wird sich Venus aber auch an das Sunspec Protokoll halten um rauszufinden ob und welche WR auf der AC Seite angeschlossen sind.

Wow, vielen Dank für die detaillierte Antwort :upside_down_face: .

Zur Hardware, bei der Anzahl der Transistoren konnte ich noch folgen :slight_smile: .
Die WR Leistungsteile sitzen in der Arbeit primärseitig vor dem Trafo, an dem dann der N gebildet wird.
Das ist nicht mehr aktuell aber massiv und ausfallsicher. Wir bauen Industrie USV z.B. für den Bahn Bereich.
Gibt´s denn vom Multiplus Leistungsteil irgendwo ein Prinzipschaltbild? Konnte leider keins finden.
Ich hab mich eh schon gefragt, wie die multiplus das im Verbund hinbekommen :face_with_monocle: .

Danke @grua für deinen Hinweis, das scheint mir als ambitionierter NR Neuling machbar.

Jetzt kommt auf jeden Fall auch noch die Schieflast als Ausschlusskriterium dazu.

Zusammenfassend bleiben 3 Möglichkeiten:

  1. PV-WR an ACin und gut
  2. PV-WR an ACin und eine Möglichkeit zur Umschaltung auf ACout
  3. PV-WR an ACout und größere Multiplus verwenden, der Akku soll 2x16kWh haben und könnte ja grundsätzlich nur auf 90% aufgeladen werden und die Leistungsbegrenzung per NR als weitere Sicherheit.

Ob sich der Aufwand aus Punkt 3 lohnt steht auf einem anderen Blatt Papier, wo ich ja eh noch (für längere Stromausfälle) über einen Generator und einem bereits vorhanden GR-Modul die Batterie laden möchte.

  1. Wäre das einfachste.
  2. Wäre mit überschaubaren Zeit-/Materialaufwand gut umzusetzen und mMn die beste/sicherste Variante.
  3. Hier müsste man auch bedenken, das die größeren Multis auch eine höheren Eigenbedarf haben. Nur zum einhalten der 1.0 Regel größere Multis zu installieren, deren Leistung man sonst gar nicht braucht, macht mMn nicht viel Sinn.

Warum hast du dich eigentlich für den Fronius verto entschieden wenn das Ersatznetz dann doch die Victron Anlage übernimmt?

Es gibt ein exzellentes YT Video von unserem Freund @JohannesBoonstra wo er die Brückenschaltung kurz mal aus dem Ärmel skizziert und erläutert. Ist aber eine ganz normale H-Brücke aus 4 Transistoren wie sie für jeden bürstenbehafteten DC Servomotor üblich ist.

Grundsätzlich ist es für die Leistungen auch egal, ob da ein Trafo dazwischen ist oder nicht. Also ob die Transistoren primär oder sekundär sind. Der Nulleiter ist natürlich auf der Netzseite. Auf der DC Seite fliessen aber äquivalente Leistungen auf der Sammelschiene. Gedanklich kannst du dir den 27kW Fronius mit 27kW symmetrischer Last am Multi AC Out auch so vorstellen, daß die gesamten 27kW vom Fronius in seine Last fliessen ohne daß der Multi davon überhaupt etwas mitkriegt. Er macht praktisch nur ein paar Watt Blindleistung damit sich der Fronius darauf aufsynchronisieren kann. Sobald die 27kW Last jetzt weniger werden, müssen die Multis den Rest in den Akkus unterkriegen weil sie ja nicht einspeisen können. Es passiert aber bei Schieflast schon deutlich früher, daß ein einzelner Multi wegen dem Strom im Nulleiter an seine Grenzen kommt. Dabei passiert dann die gefährliche Sternpunktverschiebung mit Überspannungen für Generator und Verbraucher. Also besser nicht probieren, weil man die Lasten ja nicht wirklich im Griff hat.

Grundsätzlich über Modbus abregeln sollte aber funktionieren. Bei 27kW brauchst du vermutlich sowieso eine Leistungsbegrenzung nach §9 EEG so du irgenwann mal am Netz sein möchtest. Die hat Fronius auch garantiert über eine Eingangsleitung anstelle Modbus anzusteuern. Damit könntest du die Fronius Leistung bei Netzausfall auch mit einem zusätzlichen Relais begrenzen. Am besten du baust das einfach mal auf und probierst vorsichtig aus, einen einzelnen Multi mal zu überlasten. Mit etwas Augenmaß bei der Überlast sollte eigentlich noch nichts kaputtgehen.

Das Video schau ich mir später in Ruhe an.

Natürlich, ich meinte den Unterschied, wie der N gebildet wird. Ich könnte mir durchaus auch vorstellen, dass die Transistoren primärseitig lang nicht so gefährdet sind durch Überspannung sekundär. Außerdem muss das Leistungsteil wirklich nur den Wirkanteil übernehmen, Blindleistung passiert sekundär.

Die Leistung wird aktuell erst am Einspeisepunkt begrenzt, gemessen mit dem Fronius Smart Meter, außerdem könnte eine Leistungsbegrenzung per Fernwirkgerät erreicht werden, das per Relais auf die Eingänge des Fronius geht, was du ja bereits angesprochen hast.

Bei mir ist der WR und das ESS in unterschiedlichen Gebäuden, ca. 50m auseinander angeordnet, was Netzwerklösungen finde ich ansprechend macht.

Jetzt weiß ich leider nicht was du meinst.
Kann der Verto etwas was mir bisher entgangen ist?

Ich wollte gern einen Fronius und das ESS bei Bedarf von Victron.

Das stimmt natürlich, ich werde voraussichtlich trotzdem eher die 8000er nehmen, um auch mehr Ladeleistung in Reserve für evtl. mehr Batteriekapazität zu haben. Das wird die Zukunft zeigen.

Es gibt zwischen Victron und Verto keinen Unterschied bei der N - Erzeugung weil der Verto gar keinen N erzeugen kann. Das muß er auch nicht, weil diese Aufgabe ja der Ortsnetztrafo macht wo er in der Regel angeschlossen ist. Die 1:1 Regel ist dort kein Thema weil der Ortsnetztrafo immer der Größere ist. In einer Insel müssen eben die Multis den Job der Ortsnetztrafos machen.

Es gibt aber noch eine Sparschaltung mit 8 Transistoren bzw. einer zusätzlichen Halbbrücke. Sie ist z. Bsp. in den neueren Deye SUN WR eingebaut. Ob das Fronius in den VertoPlus auch so macht weis ich nicht. Mein Freund Markus hat darüber beiliegende Doktorarbeit geschrieben. Prinzipschaltung der Nulleitererzeugung auf Seite 85, Erläuterungen sind eben drumrum.

2020-11-03_Holbein_Markus.pdf (8.8 MB)

Dafür würde ein SYMO reichen, außer den gibts nicht in der hohen Leistungsklasse. Ich hab einen 10 kW Symo mit 3-phasigem Victron ESS

Symo hört bei 20kW auf. Da wird auch nichts mehr ẃeiter entwickelt, die Fertigung vermutlich irgendwann zugunsten der neuen Modelle ganz eingestellt. Die ganzen YT Schulungsvideos zu den Symo sind schon nicht mehr online verlinkt.

Falls du auf die Hybrid Fähigkeit ansprichst, ich habe den Verto ohne Plus :wink: .

Hybrid kam nicht in Frage, da der WR in der Maschinenhalle, quasi bei Außentemperatur hängt, das ESS steht wie oben bereits erwähnt ein gutes Stück entfernt.

Das hab ich ja auch nicht behauptet :wink: .

Ich verglich mit WR die wir in der Arbeit bauen, Leistungsteil mit 3 Doppel - IGBT (3~) auf der Primärseite des Trafo, aber wir schweifen ab.

Nochmal vielen Dank für den Link zum Video.
Jetzt wird mir klar warum mir Victron so sympathisch ist, das Prinzip ist genau was ich kenne. Leistungsteil primär vor dem Trafo. :slight_smile:
Nur sind die Geräte in der Arbeit nicht rückspeisefähig, das Laden der Batterie übernimmt ein eigener Gleichrichter. Die an der USV angeschlossen Verbraucher sollen getrennt zum Netz versorgt werden.