Высокоточный ваттроутер

Итак, третья версия ваттроутера с синусоидальным потребляемым из сети током и синусоидальным напряжением на выходе работает!


На осциллограмме напряжение на выходе в процессе сброса излишков.
Ваттроутер имеет два выхода, основной, на водогрей и дополнительный, на тёплый пол в ванной и полотенцесушители.
На лицевой панели таймер для работы водогрея на ночном тарифе.
Выходная мощность до 3 кВт
Разрядность 10 бит.
Управляется ваттроутер от измерителя мощности, о котором я рассказывал в одноимённой теме:
https://www.forumhouse.ru/threads/473875/
Измеритель ставится на входе в дом и измеряет собственно потребляемую домом активную мощность из сети.
Связь между Ваттроутером и измерителем изначально планировалась по радиоканалу, но год наблюдений такой системы показал, что лучше всё же использовать проводную связь. Так надёжней и другим приборам постоянная радиопередача не мешает.
Информация о потребляемой домом мощности с измерителя обновляется и передаётся через последовательный порт на ваттроутер каждые 100 мс.
Работает эта версия распределителя излишков ЭЭ по принципу ШИМ модуляции сетевого синусоидального напряжения с последующей фильтрацией. То есть форма напряжения на выходе повторяет входную форму, но с изменением амплитуды от 0 до максимума с шагом 1/1024 Uвх.
К чему такие сложности, если можно сделать проще, с помощью симистора ?
У этого метода есть ряд преимуществ:
1. Более точное управление сливом излишков. По экспериментальным данным отклонения от уставки составляют +- 1-2 Ватта, в то время как при фазовом регулировании остаточная мощность, потребляемая домом, составляла около 30 -40 Вт при достаточном количестве излишков ЭЭ.
2. Отсутствие гармоник тока, генерируемых в сеть. И соответственно теоретическое соответствие всем нормам, предъявляемым к подобным устройствам по помехам и гармоническим составляющим потребляемого из сети тока.
3. Быстродействие. У ваттроутера с фазовым управлением или с управлением с помощью пропуска импульсов быстродействие в целом такое же. Но вот мой первый ваттроутер на основе ЛАТРа с механическим приводом скоростью не мог похвастать.
К слову, я пытался найти что-то похожее в продаже, но нашёл только устройства, работающие по принципу пропорционального регулирования. Т. е. метод пропуска полных периодов синусоиды.
Дёшево, сердито, но совсем не точно и приводит к заметному мерцанию света в доме. Если кто знает выпускаемые ваттроутеры с синусом по входу и выходу, дайте знать, очень интересно.
В теме про гибридные инверторы я уже выкладывал графики потребляемой домом мощности при сливе излишков с помощью описываемого здесь ваттроутера. Продублирую здесь.


Результат меня очень вдохновил.
Но в системе не всё так гладко. Это касается скорее моего грида, а не самого ваттроутера.
Вот такой график потребляемой мощности при наличии излишков получается при работе грид-инвертора "Аврора":

Эти пички по 20 Вт каждую секунду генерирует именно Аврора, внося некоторую сумятицу в работу петли обратной связи. Но в принципе тоже неплохо. График кстати выводится с усб порта измерителя мощности.
При подключении к самому ваттроутеру можно увидеть служебные данные и потребляемую домом мощность, последняя колонка.


На видео ниже можно сравнить работу ваттроутера с фазовым регулированием (первое видео) и синусоидального ваттроутера. Измеритель мощности в обоих случаях использовался тот же.

https://www.youtube.com/watch?v=oKZLY8K_bHo

У меня довольно много информации по работе этого ваттроутера, если тема будет интересна, буду пополнять её актуальными материалами.

 

@SergCh - чем хорош Ваш умный ваттроутер, привожу пример. Сегодня днём был на заготовке дров на следующую зиму, а моя система дала сбой, бойлер нагрелся и отключился. Альтернативная нагрузка не включилась. Вот что в итоге имеем. Прилагаю графики. На фазе где нагрузка сохранялась, всё в порядке, на фазе где нагрузка отключилась, произошёл срыв генерации СИ.

 

Не совсем понятно, почему ваш грид инвертор стал ограничивать выработку. Он же не видит какая нагрузка сейчас в доме, ему только напряжение интересно. И ограничения выработки в зависимости от частоты тоже нет на сколько я помню.
У меня выработка за этот шикарный апрель будет совсем небольшая. Побоялся оставлять свой новый ваттроутер на неделю без присмотра, пришлось грид отключить. Да ещё и напряжение в сети до 260 В доходит, Авроре это сильно не нравится, не бабахнула бы как тогда в октябре.

 

Странно у Вас Аврора работает, мой SMA свыше 250 вольт вырубается и это радует. 250 вольт появляются когда нет в доме дополнительной нагрузки и из сети напряжение высокое. Как бы дополнительная защита получается.
Апрель в этом году просто удивил, такого в моей жизни ещё не было. Для СП это хорошо, но для природы не очень, больше месяца ни одной капли, была иногда сильная облачность, но дождя ни капли.

 

Эти значения настраиваются, можно сделать и выше 250 В и ниже.
Не уверен что в жизни такого не было, но на неделю-другую в этом году весна действительно раньше пришла.

 

Для поразбираться как оно работает. В приложении экселевский файл с графиком потребления дома за период около 2 часов.
На графике соответственно по левой оси Y мощность, Вт - P. По правой оси Y st- степень ШИМирования, 0- минимальная мощность слива излишков, 1023- максимальная мощность слива излишков. ПО оси X номер точки, шаг точек - 90 мс.
День был солнечный и ветреный с быстро плывущими облаками. Видны процессы быстрого изменения генерации от солнечной электростанции, области стабильной работы, включение и выключение внешних потребителей в доме, в том числе инверторного кондиционера, а так же момент переключения с водогрея на резервный балласт, когда водогрей нагрелся. И соответственно реакция на все эти процессы ваттроутера (параметр ST) и конечный результат - потребляемая домом мощность. В некоторые моменты времени генерация от грида превышала возможности балластной нагрузки (там где st =1023) и составляла в максимуме 2510 Вт. Смотреть график лучше лучше небольшими кусками по 200-1000 точек.

 

Как же сложно в этом веке придумать что-то новое. Я вообразил себе что мой ваттроутер с чистым синусом эксклюзивный. Ан нет, всё уже придумано до нас. В UK давно придумали, а в Австралии пользуются популярностью такие сбрасыватели лишней энергии как IMMERSUN (название представляет собой игру слов от английских "водонагреватель" и "солнце"), EDDI (возможно это имя того парня, что сделал эту штуковину). Всё с чистым синусом на входе, выходе. Правда у них частота опроса потребляемой домом активной мощности на сколько я понял 1 секунда. У меня всё же почаще, 10 раз в секунду. Жутко любопытно как эти диверторы устроены и как точно работают.

 

Сегодня просто праздник какой-то !
В один день пришли сразу и платы для нового ваттроутера, и детали для него и грид инвертор Аврора из Британии.

 

Поздравляю! С какого ресурса брали Аврору?

 

@Grey404, Традиционно, эбай.

 

Чем Вам понравилась Аврора? У Вас уже есть такой. Вы писали про недостатки этого инвертора. Может взяли для экспериментов?
Если не секрет, во сколько обошёлся по деньгам инвертор? Как я понимаю, купили не новый. И чем он хорош?

 

После китайского грида - ВСЕМ!
Это просто качественно сделанная вещь. Сейчас сложно найти в продаже подобное. Мир идёт по пути удешевления, уплотнения, уменьшения затрат на производство и максимального извлечения прибыли. Всё это не про аврору, она из другой эпохи.
По параметрам - у неё подходящий диапазон входных напряжений для моих условий. Синусоидальный ток с низкими искажениями на выходе, отличный алгоритм МPPT.
Что касается недостатков, да, ремонтировал её. Но отказавшие релюхи - скорее досадное недоразумение, ставшее к сожалению массовым. А импульсы ненужного тока каждую секунду, о которых я рассказывал ранее, хм... я пожалуй для начала протестирую свою обновку, потом буду делать выводы.

 

Новая версия, уже похоже на конечный продукт.

 

@SergCh - Вопрос по датчику тока. Применён датчик тока ACS732 на 40 ампер, если правильно понял. Можно применить датчик ACS712 на 20 или 30 ампер?

 

Если ты про измеритель, то в нём применён токовый трансформатор 1:1000. А ACS732 это датчик холла, совсем другой принцип.