aktive Speichersteuerung

HINWEIS: Zusammenfassung aus dem alten openWB Forum

Aktive Speichersteuerung

Ausgangspunkt

Die aktive Speichersteuerung wurde als zentrale Sammeldiskussion für die Weiterentwicklung der Speicherregelung in openWB angelegt.

Ziel ist eine herstellerübergreifende Regelung in openWB, während die konkrete Umsetzung in den jeweiligen Speichermodulen erfolgt.

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Aktueller Funktionsumfang

Die aktive Speichersteuerung kann grundsätzlich:

• Speicherentladung beim Fahrzeugladen beeinflussen
• Speicher für Fahrzeugladung sperren
• Speicher nur für Hausverbrauch entladen
• Speicher aktiv laden
• maximale Lade- und Entladeleistung berücksichtigen
• einen definierten SoC-Bereich für die aktive Speichersteuerung verwenden

Die konkrete Funktionsfähigkeit hängt stark vom jeweiligen Speichersystem ab.

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Unterstützungslogik

Die Regelung ist zweigeteilt:

openWB Regelalgorithmus
        │
        ▼
generische Speichersteuerung
        │
        ▼
herstellerspezifisches Speichermodul

Die allgemeine Logik soll möglichst herstellerunabhängig bleiben.

Besonderheiten einzelner Speicher gehören in das jeweilige Modul.

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Unterschiede zwischen Speichern

Nicht jeder Speicher kann gleich gesteuert werden.

Einige Systeme unterstützen:

aktive Leistungsvorgabe

Andere Systeme erlauben nur:

Begrenzung von Lade- oder Entladeleistung

Wieder andere benötigen zyklisches Schreiben, weil sie sonst nach kurzer Zeit wieder in Eigenregelung zurückfallen.

Diese Unterschiede müssen in den Modulen berücksichtigt werden.

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Aktuelle Regeloptionen

Diskutiert wurden insbesondere folgende Betriebsweisen:

Immer

Der Speicher darf normal mitarbeiten.

Stop / volle Entladesperre

Der Speicher wird während der Fahrzeugladung nicht entladen.

Nur Hausverbrauch

Der Speicher darf nur den aktuellen Hausverbrauch decken, aber nicht zusätzlich das Fahrzeug versorgen.

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Bekannte Probleme und offene Punkte

Aktive und passive Speichersteuerung

Es gibt Hinweise auf Konflikte zwischen aktiver Speichersteuerung und passiver Speicherbeachtung.

Beispiel:

• aktive Speichersteuerung sperrt Entladung
• passive Speicherbeachtung rechnet Speicherleistung trotzdem in die verfügbare Ladeleistung ein
• dadurch kann unerwünschter Netzbezug entstehen

Hier ist eine klare Trennung oder saubere Kombination der beiden Logiken notwendig.

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Netzbezug durch Regelverzögerungen

Bei voller Entladesperre kann es im PV-Laden zu Netzbezug kommen.

Typische Ursache:

• PV-Leistung fällt plötzlich ab
• Ladeleistung wird nicht schnell genug reduziert
• Speicher darf wegen Entladesperre nicht ausgleichen
• Differenz kommt kurzzeitig aus dem Netz

Besonders stark tritt das bei Phasenumschaltung oder träger Regelung auf.

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Wunsch: Peak-Shaving / Puffermodus

Als Erweiterung wurde ein Modus vorgeschlagen, bei dem der Speicher kurzfristige Regelabweichungen abfangen darf.

Beispiel:

Entladesperre grundsätzlich aktiv

aber:

kurzzeitige Entladung erlaubt,
um Regelverzögerungen und PV-Einbrüche abzufangen

Ziel:

• weniger Netzbezug
• stabileres PV-Laden
• bessere Nutzung des Speichers als Puffer
• trotzdem Schutz vor dauerhafter Speicherentladung ins Fahrzeug

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Wunsch: Preisbasiertes Speicherladen

Ein weiterer größerer Wunsch ist das aktive Laden des Hausspeichers bei günstigen oder negativen Strompreisen.

Einfache Variante:

Wenn Strompreis unter Schwelle:
    Speicher laden

Erweiterte Variante:

Börsenpreise
PV-Prognose
Hausverbrauch
Speichergröße
Ladeleistung
Einspeisevergütung
Speicherverluste

werden gemeinsam betrachtet, um den Speicher gezielt für teure Zeiten vorzubereiten.

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Wunsch: Prognosebasiertes Peak-Shaving

Diskutiert wurde außerdem, den Speicher vormittags bewusst nicht vollständig zu laden, sondern Kapazität für den PV-Mittagspeak freizuhalten.

Ziel:

PV-Spitzen kappen
Einspeisebegrenzungen vermeiden
negative Strompreise berücksichtigen
Speicher sinnvoller nutzen

Dafür wären brauchbare PV-Prognosen und historische Korrekturfaktoren notwendig.

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Lade- und Entladegrenzen

In den späteren Beiträgen wurde klargestellt:

• maximale Ladeleistung ist bereits vorgesehen
• maximale Entladeleistung ist bereits vorgesehen
• ein SoC-Bereich für aktiv gesteuerte Speicher ist vorhanden
• dieser SoC-Bereich gilt aktuell global für alle aktiv gesteuerten Speicher

Noch offen ist, ob künftig unterschiedliche Grenzen pro Speicher oder pro Anwendung notwendig sind.

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Obere Ladeschranke

Die obere Ladeschranke wurde diskutiert, weil ihre Wirkung nicht sofort intuitiv ist.

Die spätere Erklärung:

Bei mehreren Speichern wird die Ladeleistung anteilig auf die Speicher verteilt.

Beispiel:

Speicher A: 0,5 kW
Speicher B: 0,5 kW
Speicher C: 1,0 kW

Bei 1 kW verfügbarer Ladeleistung ergibt sich:

Speicher A: 250 W
Speicher B: 250 W
Speicher C: 500 W

Erreicht ein Speicher seinen maximalen SoC, wird er aus der aktiven Ladung herausgenommen.

Die verbleibende Ladeleistung wird dann auf die übrigen Speicher verteilt.

Damit soll verhindert werden, dass ein Speicher lädt, während ein anderer über Eigenregelung wieder entlädt.

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Offener Wunsch: Obere Entladeschranke

Am Ende der Diskussion bleibt als neuer Anknüpfungspunkt die Frage nach einer zusätzlichen oberen Entladeschranke.

Idee:

Speicher darf oberhalb eines bestimmten SoC ins Fahrzeug entladen werden.

Unterhalb dieser Grenze:
    keine EV-Unterstützung mehr aus dem Speicher

Das wäre getrennt von der oberen Ladeschranke zu betrachten.

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Fazit

Die aktive Speichersteuerung ist inzwischen grundsätzlich vorhanden und kann bereits aktiv laden, entladen begrenzen und SoC-Bereiche berücksichtigen.

Die letzten Beiträge zeigen aber, dass die Funktion noch in einer frühen Ausbaustufe ist.

Aktuell relevante offene Punkte sind:

• bessere Verständlichkeit der oberen Ladeschranke
• mögliche Einführung einer oberen Entladeschranke
• sauberere Trennung von aktiver und passiver Speicherlogik
• Peak-Shaving bzw. kurzzeitige Speicherpufferung
• preis- und prognosebasiertes Speicherladen
• klarere Behandlung unterschiedlicher Speicherfähigkeiten

Als direkter Anknüpfungspunkt für eine GitHub Discussion bietet sich besonders an:

Soll zusätzlich zur oberen Ladeschranke eine obere Entladeschranke eingeführt werden,
damit Speicher oberhalb eines definierten SoC gezielt das EV unterstützen darf,
unterhalb davon aber nicht weiter entladen wird?

[thorgbarth]

Ich habe mir das mal angeschaut. Derzeit gibt es zwei ungünstige Punkte im Zusammenhang mit der Speicherentladung.

• Während mit PV-Überschuss geladen wird, führt die aktive Speicherentladung unweigerlich zu Netzbezug.
• Der Speicher wird auch nicht bis zur oberen Ladegrenze entladen, obwohl das Sinn machen würde.

Es gibt zwei Lösungsansätze, einer ist m.E. unkomplizierter und besser als der andere:

1.) Die m.E. beste Lösung: Die aktive Speichersteuerung sollte nur dann eingreifen, wenn gerade in diesem Moment nicht mit PV-Überschuss geladen wird, sondern aus anderen Gründen (Sofortladen oder Ziellade/Ökoladen bei günstige Strompreis).
Für Abwärtskompatibilität könnte eine Option eingebaut werden "Aktive Speichersteuerung auch bei PV-Überschuss" -> Ich wette, 99% der Nutzer würden diese Option aber nicht nutzen, da sie keinen Sinn macht. Denn bei PV-Überschuss erfüllt die Speicherbeachtung stets die Anforderungen besser als die aktive Speichersteuerung: Der Speicher wird genau bis an den Punkt entladen, den man eingestellt hat, und in dem Tempo, das man eingestellt hat. Danach bleibt er bis Sonnenuntergang oder Stopp des Ladevorgangs auf dem eingestellten Niveau.

2.) Lösungsalternative (aber schlechter): Die aktive Speichersteuerung arbeitet nur, solang der Speicher-SOC <= der oberen Speichergrenze (Entladegrenze) ist. Das macht überhaupt nichts kaputt, da derzeit die obere Speichergrenze sowieso ignoriert wird, sobald die aktive Speichersteuerung aktiviert ist. Wer das jetzige Verhalten will, setzt sie einfach auf 100%.
Der gravierende Nachteil dieser Variante ist, dass bei PV-Überschussladen immer noch permanent Netzbezug generiert wird, solange der Speicher unter der oberen Schranke ist. Bei dreiphasigem Laden sogar richtig viel, da die Stufen 690 Watt betragen.

Ich empfehle also eindeutig Lösung 1).

Sonnige Grüße
Thorsten

[aMU5Ed]

Ich freue mich schon sehr auf die aktive Speichersteuerung in meiner Fronius Umgebung mit 2 Fronius WR und Smartmeter IP und BYD HVM 16.6

[Frank-Hoe]

Ich fremdel noch etwas mit der aktuellen Speichersteuerung (2.3.0 Beta). Vielleicht kann mir jemand einen Tip geben:

Ich habe den Tarif Octopus go und möchte zwischen 00:00 und 05:00 Uhr zu 19 Cent meine Batterie und mein Auto laden. Außerhalb dieser Zeit kostet es 32 Cent.

Bei den Lademodi habe ich Eco mit der Preisgrenze < 20 Cent und dem Ziel-SOC definiert.

Ist denn die folgende Einstellung korrekt, wenn in dieser Zeit auch noch der Speicher auf 25 % aufgeladen werden soll? Danach halten bis 5.00 Uhr?

Irgendwie habe ich einen Knoten im Kopf, weil mich die Einstellung "zwischen 20 und 30 Cent/kwh" verwirrt.