Steuerung von nicht Victron AC-PV Wandlern (APsystems)

Hallo zusammen - nachdem meine Anlage nun viel besser läuft als erwartet, muss noch eine Lösung für die folgende Situation gefunden werden.

Zuvor kurz das Setup:

  • Die PV-Module werden via APsystems AC-Wandler direkt in den Stromkreis der AC-Lasten eingespeist.
  • Alles was nicht direkt verbraucht wird, wird via MultiPlus 2 (ESS-Schaltung) in die Akkus eingespeist.
  • Ist der Akku voll, wird die überschüssige Energie an den Provider übergeben.

Fehlerfall:

  • Es ist Nacht
  • Der Provider ist nicht mehr verfügbar.
  • Der MultiPlus speist die AC-Lasten via Akkus.
  • Es wird Morgen und die PV-Module steuern ihren Anteil bei
  • Dann irgendwann kommt der Moment, wo die Akkus voll sind - aber immer noch mehr PV-Strom erzeugt wird als verbraucht wird

Da die Victron Systeme und die APsystems Systeme sich nicht kennen und auch nicht kompatible sind (so zumindest meine Info), wird der MultiPlus 2 mit mehr Energie auf der AC-Seite versorgt als nötig und irgendwann vermutlich in die Knie gehen (abschalten, kaputt gehen oder sich in Rauch auflösen).

Um das zu verhindern, hatte ich mir gedacht, müsste man doch die Funktionalität der Cerbo GX Relais nutzen können.

grafik

In den Genset Einstellungen lassen sich Bedingungen festlegen, die eine Steuerung der AC-Wandler möglich machen sollte:

Für mich stellt sich das dann so dar, dass wenn (wie bei diesen Default-Werten) 90% Ladezustand bei den Akkus erreicht ist, das Relais schalte und die APsystems Wandler vom Netz trennt. Fällt dann der SOC des Akkus unter 80%, verbindet das Relais die APsystems AC-Wandler wieder und PV-Strom wird wieder bereitgestellt.

Mir ist klar, dass das Cerbo Relais nicht direkt die Last trennen und schalten kann - sondern nur als “Hilfs-Relais” fungiert.

Gibt es hier einen Denkfehler oder kennt noch einer eine andere Möglichkeit nicht Victron AC-Wandler zu “steuern”?

Vielen Dank vorab

Falls der PV-Inverter nicht den Hauptteil der PV-Leistung bringt, ist dieses Problem äußerst trivial zu lösen: Hänge den PV-Inverter nicht an AC-OUT1, sondern an AC-IN oder AC-OUT2. Dann wird der nämlich ganz einfah abgeschaltet, sobald das Netz weg ist.

Ansonsten würde ich das mit einem Shelly 1PM lösen, den ich an meinem APsystems BKW-Inverter sowieso dran habe. Mit einem kleinen NodeRed flow würde der Shelly dann einfach bei passendem SOC abgeschaltet

Hi Tom - das würde dann aber auch bedeuten, das so lange der Provider weg ist auch nur noch aus den Akkus gearbeitet wird - oder? Das wäre mir zu wenig - da man ja nicht sagen kann, wie lange so ein Zustand (Provider weg) anhalten kann.

Das wäre genau das was ich auch im Kopf hatte → https://www.shelly.com/de/products/shelly-1-gen4?_pos=1&_fid=9ac931f91&_ss=c. Der Cerbo steuert dann die Shelly Systeme und schaltet auf oder wieder zu.

Deshalb schränkte ich ja ein: “Falls der PV-Inverter nicht den Hauptteil der PV-Leistung bringt …”. Es sind also keine MPPTs vorhanden, er lädt den Solarertrag ganz alleine in den Akku.

Hast du dich mit “AC-Coupling” und “frequency shifting” befasst? Oder sogar ausprobiert?

Welche genau?

Genau. Zumindest der QS2 ist nach EN50549 zertifiziert, was eine f-P Regelung beinhaltet. Deshalb sollte die normale Frequenzerhöhung des MPs den Modulwechselrichter in der Leistung drosseln können.

Hi,

Du solltest das Thema AC-Coupling durchlesen und das Frequency-Shifting im ESS-Assistant korrekt konfigurieren.

Jeder in Deutschland zulassungsfähige ACPV-Inverter muss diesen Regeln folgen.

Wenn korrekt konfiguriert, heben die Multis die Frequenz in diesem Fall (Akku voll, Grid loss) soweit an, dass die AC Inverter nur noch den Verbrauch liefern, oder ganz abschalten.

Auch relevant - da du von mehrereren Invertern sprichst - die zu beachtende Faktor 1 Regel bei ac-coupling an acout. Alles was deine Multis nicht aufnehmen können, MUSST du an ACIn hängen, sodass es offgrid sicher aus ist, sonst drohen Schäden an vielerlei Geräten, wenn die Spannung unkontrolliert davon läuft, weil mehr Solar produziert wird, als die Multis wegschaffen können.

@dognose + @chrigu + @R.L

Vielen Dank für die Rückmeldungen/Tipps von eurer Seite.

Gerne gehe ich auch eure Rückmeldungen ein.

  1. Es handelt sich um APsystems DS3-M (799W) Modelle. Laut APsystems Support sollten sich die Systeme nicht “verbinden” lassen. Vielleicht habe ich aber auch nur meine Frage falsch gestellt.
  2. Eingesetzt als MultiPlus wird das Model MultiPlus-II 5kVA-230V-48V
  3. Faktor 1 Regel sollte eingehalten werden, denn es sind maximal 3x DS3-M AC-Wandler an einem MultiPlus 2 auf dem AC-Out Seite verbaut
  4. Die Unterlagen zu AC-Coupling ( AC-coupling and the Factor 1.0 rule [Victron Energy] ) hatte ich mir durchgelesen
  5. Auch die Batterie Kapazität sollte zu den AC-Invertern passen → 8x DS3-M Inverter (6.392 W max) und 348Ah Pylontech Akkus
  6. Die Einstellungen in der ESS Konfiguration habe ich etwas weiter unten beigefügt. Das sind die Werte die ich aus den Foren dazu gefunden habe.

Ich hoffe ich habe damit erst einmal eure Fragen beantwortet um ein besseres Bild zu bekommen. Ich packe gleich ein ein Diagramm mit dabei, da stehen alle Werte und Typen auch noch mal darauf.

Frage 1 - wie kann man prüfen, dass das “frequency shifting” auch funktioniert?

Frage 2 - muss bei einem 3 Phasen System in der ESS Konfiguration die maximale Solar-Leistung auf einer Phase angegeben werden - oder die Summe aller AC-Inverter. Also in meinem Fall 6.392W?

PV-Übersichtsplan.pdf (605,1 KB)

Netz aus und probieren.

Gesamtleistung, alles zusammen.

Es ist auch keine Verbindung für diese Art der Steuerung nötig, es wird über die Frequenz des Stromnetzes “kommuniziert” wieviel Leistung eingespeist werden darf.

Testen kannst du das am besten, indem du bei z.b. 50% soc mit aktiver solar produktion das Netz trennst, und erneut verbindest: Bei der Wiederverbindung werden die Multis die Frequenz zuerst auf ~ 53 Hz anheben, was allen PV Invertern “Aus für min 60 Sekunden” signalisieren soll.

Dann senkt der Multi die Frequenz wieder auf 50Hz, um sich mit dem Netz zu verbinden, und die APS Inverter sollten aus bleiben.

Ok - das bedeutet ich müsste ein Multimeter in Reihe zu den APsystems Invertern schalten. Und nach dem Einschalten des Grid darf dann dort für ca. 60 Sekunden kein Strom fließen. Muss ich mit den Akkus so weit runter? Oder sind auch 70% OK - dann könnte ich das direkt morgen testen.

Hast Du dich hier ggf. verschrieben. Wenn der Multi wieder auf die 50Hz zurück geht, dann sollten die APsystems Inverter doch wieder arbeiten wie bisher auch - oder?

Ja, geht bei jedem Soc. Bisschen Platz im Akku solltest haben - für den Fall, dass es nicht funktioniert.

Nein, nicht verschrieben: Die Inverter haben eine Grenzfrequenz, die einen kompletten Stop erzwingt. Die allgemeinen Regeln fordern hiernach eine “Beobachtungszeit” von 60 Sekunden (glaube ich, kann auch mehr sein), bis sie die Produktion bei Normalisierung der Frequenz wieder aufnehmen dürfen.

Das ist auch das Zeitfenster, dass der Multiplus für die Netzverbindung dann braucht.

Ja, wenn du die Inverter nicht im System erfasst hast, dann musst du irgendwie anderes nachvollziehen, ob sie sich wie gewünscht verhalten. Tipp Hierzu: In der aktuellen 3.80 beta kannst du Shelly devices als “PV Inverter” integrieren, dann wird der vom shelly erfasste Wert als ACPV im GX / VRM erfasst. Funktioniert mit jedem Shelly, das Power messen kann, auch die “Schuko Plugs”.

Das geht auch mit aktuellem VenusOS, allerdings nicht direkt, sondern über NodeRed. Das ist aber ziemlich trivial machbar. NodeRed Flows dafür wurden hier schon veröffentlicht.

Guten Morgen zusammen - ich habe heute den Test durchgeführt:

  • Multimeter in Reihe zu einem APsystem DS3-M geschalten um den Stromverbrauch zu messen
  • Alle anderen AC-Inverter aus
  • SOC bei ca. 50%
  • Gemessen im Normalbetrieb
  • Provider (alle drei Phasen) getrennt
  • MultiPlus 2 schaltet umgehend auf Akku Betrieb um → AC-Inverter weiterhin aktiv
  • Cerbo GX meldet Störung
  • Provider (alle drei Phasen) wieder zugeschaltet
  • MultiPlus 2 Relais “klackern” → AC-Inverter waren noch für ca. 30 Sekunden aktiv
  • MultiPlus 2 wechselt von Akku auf Provider Netz → AC-Inverter geht aus für ca. 60 Sekunden
  • Cerbo GX hört auf zu Piepen
  • AC-Inverter nehmen den Betrieb wieder auf (nach den besagten ca. 60 Sekunden).
  • Messsystem wieder entfernt
  • Alle anderen AC-Inverter wieder zugeschaltet

@dognose : Das entspricht dem was Du geschildert hast.

Ich lasse die Akkus jetzt erst mal wieder auf 100% laden und werde dann den Test noch einmal mit vollen Akkus durchführen - aber wieder mit reduzierter AC-Inveter Leistung. Beim ersten Test waren es ca. 400W und die würde ich auch für den zweiten Test mit vollen Akkus verwenden wollen.

Soweit erst einmal vielen Dank

Ja, das sieht gut aus. Dann sollte das Frequency-Shifting wie gewünscht funktioniert haben.
Solltest evtl. auch im VRM Advanced bei der AC-Out Frequency nachvollziehen können.

Das hängt aber allerdings von deinem eingestellten ReportingInterval ab, und auch wird ein “60 Sekunden Schnitt” keine 53.x Hz anzeigen, sondern das eher als “kleinen Huppel” darstellen, wenn überhaupt registriert.

Was im echten Offgrid Fall dann sein kann: “Normal” sollte der Multi die ACInverter dann so aussteuern, dass genau der Verbrauch gedeckt wird. Manche Micro-Inverter gehen aber nur auf 50% (o.ä.) Ihrer Leistung runter und schalten dann ganz ab. Wäre aber in dem Moment ja auch nicht tragisch, denn dafür gibt es die Batterie als “Puffer”.

Zweiter Test mit SOC 99% und reduzierten AC-Invertern.

  • Provider (alle drei Phasen) getrennt
  • MultiPlus 2 schaltet umgehend auf Akku Betrieb um → AC-Inverter weiterhin aktiv
  • Cerbo GX meldet Störung
  • Die AC-Inverter gleichen den Verbrauch aus und füllen den Akku auf
  • Bei ca. 100% Akku wird der AC-Inverter abgeschaltet, so das die Akkus nicht weiter befüllt werden (Multimeter zeigt 0A an)

Sichtbar im VRM Portal:

Hinweis: Man muss jedoch die Einstellung im Graf so wählen, das die Werte nicht kumuliert werden - ansonsten sieht man nur einen Hubbel.

Die erst Spitze stammt vom Morgen - also dem ersten Test.

Ich denke die Anlage macht das was sie soll - oder übersehe ich etwas?

@R.L + @dognose + @TomBerger + @chrigu

Wenn auch Ki generiert finde ich die Zusammenfassung ganz gelungen:

Der APsystems DS3-M und Frequenzregelung

Der APsystems DS3-M ist ein Dual-Mikrowechselrichter mit maximal 800 W Ausgangsleistung (oft genutzt für Balkonkraftwerke oder Kleinanlagen). [1, 2, 3]

  • Netzcode-Konformität: Er erfüllt standardmäßig die Normen VDE-AR-N 4105 (Europa) und CA Rule 21 (USA). Diese schreiben vor, dass der Wechselrichter bei Frequenzänderungen im Netz die Leistung drosseln muss. [1, 2]
  • Das Verhalten: Steigt die Frequenz über 50,2 Hz, beginnt der DS3-M, seine Leistung schrittweise zu reduzieren. Erreicht die Frequenz einen kritischen Schwellenwert (meist um 51,5 Hz), schaltet er zum Selbstschutz komplett ab. [1]
  • AC-Kopplung (z. B. mit Victron): Der DS3-M kann am AC-Ausgang (AC-Out) eines Inselwechselrichters betrieben werden. Durch das Frequency Shifting regelt der Inselwechselrichter den DS3-M stufenlos herunter, sobald die Batterie voll ist, statt ihn hart abzuschalten. [1, 2]

Wichtige Praxishinweise & Probleme

Wenn Sie dieses Setup planen, sollten Sie folgende Punkte beachten:

  • Grid-Profil (Netzprofil): Damit das Frequency Shifting sauber und stufenlos funktioniert, muss auf dem DS3-M das korrekte Länder- bzw. Netzprofil aktiv sein. Bei älteren Firmware-Versionen gab es Berichte über ungenaue Frequenzmessungen, was über die APsystems EMA-App per Update oder Profil-Reset behoben werden kann. [1]
  • ECU benötigt: Um Einstellungen wie das Grid-Profil anzupassen oder Updates einzuspielen, benötigen Sie die passende Kommunikationseinheit von APsystems (ECU-B, ECU-R oder ECU-C). [1]
  • Die 1:1-Regel (bei Victron): Wenn Sie den DS3-M am AC-Out eines Inselwechselrichters betreiben, darf die Leistung der Solar-Wechselrichter nicht größer sein als die Nennleistung des Inselwechselrichters. Bei einem DS3-M (800 W) reicht dafür bereits ein kleinerer MultiPlus (z. B. der MultiPlus-II 3000).

Wenn das System ohne Grid und mit 100% Akku stabil läuft, dann funktioniert es :slightly_smiling_face:

Nur deine Backofen-Uhr musst du danach neu stellen, die tickt unter Annahme einer 50Hz Netzfrequenz :grin: