Tema: Derivar excedentes con cualquier regulador MPPT, usando Arduino y WiFi

Iniciado por el_cobarde

He leído el tutorial de Luis Llamas sobre como detectar un paso por cero con Arduino y optoacoplador H11AA1. Muchas gracias, Gabriel. Ya conocía varios tutoriales de Luis Llamas sobre Arduino y me parecen buenos, porque hasta yo los entiendo

Vale, ahora sé como medir el paso por cero de una onda AC - pero sigo sin saber como distinguir "el ruido" de la intensidad "real", la que me interesa. Propones identificar la intensidad "real" con 50Hz en una dirección, confirmando que hay pasos por cero cada 100ms y midiendo la intensidad pico cada 50ms después de un paso por cero - o algo por el estilo?

Bueno, se produce un paso por cero cada 10 ms. Si hay problemas de ruido, pues se quitan, eso es fácil.
La idea es medir la intensidad cuando la tensión ronda los 320 V, ya que la intensidad que medimos que proviene de reactiva, tiene su máximo cuando la tensión ronda los 0 V.

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Como a ti lo que te interesa es que no entren watios al sistema, pues esa puede ser una forma, ya que los var, pues no te los cobran ni te penalizan.

Iniciado por Gabriel 2018

Bueno, se produce un paso por cero cada 10 ms ...

Claro, son 10ms, para 50Hz. Había puesto 100ms por equivocación; disculpa

Iniciado por Gabriel 2018

Si hay problemas de ruido, pues se quitan, eso es fácil

Como quito los ruidos? Supongo que con un filtro paso bajo - cómo lo realizo, lo más sencillo posible?

Iniciado por Gabriel 2018

La idea es medir la intensidad cuando la tensión ronda los 320 V, ya que la intensidad que medimos que proviene de reactiva, tiene su máximo cuando la tensión ronda los 0 V

Todavía no lo entiendo bien. Entiendo que tenemos el máximo de V en el momento que I pasa por cero, cuando hay un desfase de 90° - pero cómo sabemos que el desfase es de 90°? No puede haber un desfase desconocido entre V e I, algo entre 0° y 90° ?
O es que para la potencia reactiva, el desfase entre V e I siempre es de 90° ?

Disculpa mis preguntas de novato, pero nunca me había metido con los fenómenos AC ...


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Iniciado por Pidjey

Coloca un filtro pasa baja antes del adc con frequencia de corte de 70 hz i se acabo el problema del ruido.

Gracias, Pidjey. Cómo realizo este filtro paso bajo de la forma más sencilla posible ?

Quizas para saber el desfase una forma "facil" seria medir el tiempo entre paso por cero de V y de I

Iniciado por Mleon

Quizas para saber el desfase una forma "facil" seria medir el tiempo entre paso por cero de V y de I

Gracias, Mleon. Me parece factible, tu propuesta - por ahí iban mis ideas ...
Primero se filtran los ruidos (si los hay) y a continuación se mide el desfase entre V e I - sabiéndolo, se calcula la potencia activa, que quiero que sea cero o muy pequeña, para derivar solo excedentes FV y no potencia de la red

Yo creo que ahora tienes algo así a la entrada del híbrido.

Iniciado por el_cobarde

Todavía no lo entiendo bien. Entiendo que tenemos el máximo de V en el momento que I pasa por cero, cuando hay un desfase de 90° - pero cómo sabemos que el desfase es de 90°? No puede haber un desfase desconocido entre V e I, algo entre 0° y 90° ?
O es que para la potencia reactiva, el desfase entre V e I siempre es de 90° ?

Disculpa mis preguntas de novato, pero nunca me había metido con los fenómenos AC ...

Me contesto yo mismo, que lo voy entendiendo, poco a poco ...

El contador inteligente de Endesa (y el mío menos inteligente, también) me dice que la potencia activa en entrada y salida AC del Infini es prácticamente cero. Entonces, la intensidad "misteriosa" de hasta 3.6A, que veo con mis instrumentos en la entrada AC del Infini, necesariamente debe tener un desfase de 90° entre V e I ... eureka !

Se trata de detectar el paso por cero, cuando la tensión L es positiva con respecto a N, mediante una interrupción externa en un pin de Arduino, y luego medir la I 90 grados más tarde.

Iniciado por Gabriel 2018

Yo creo que ahora tienes algo así a la entrada del híbrido ...

Sí, eso creo yo también. Por fin lo voy entendiendo, aleluya !

Iniciado por el_cobarde

Me contesto yo mismo, que lo voy entendiendo, poco a poco ...

El contador inteligente de Endesa (y el mío menos inteligente, también) me dice que la potencia activa en entrada y salida AC del Infini es prácticamente cero. Entonces, la intensidad "misteriosa" de hasta 3.6A, que veo con mis instrumentos en la entrada AC del Infini, necesariamente debe tener un desfase de 90° entre V e I ... eureka !

Sí, probablemente un condensador.

Iniciado por Gabriel 2018

Se trata de detectar el paso por cero, cuando la tensión L es positiva con respecto a N, mediante una interrupción externa en un pin de Arduino, y luego medir la I 90 grados más tarde.

Entiendo, gracias - con eso tendré la potencia reactiva (un valor de V y de I). Esta I la puedo subtraer de la intensidad que mide un ADS1115, por ejemplo, y comprobar que el la intensidad resultante siga siendo cero
Repetiré 10 veces la medición del paso por cero de I y 10ms más tarde la de V y haré una media inteligente, para obtener un valor fiable de la "I misteriosa"

Nunca he usado interrupciones en el Arduino - tendré que meterme en ello

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Iniciado por Gabriel 2018

Sí, probablemente un condensador

Muy bien! Estoy orgulloso de mí mismo, porque había llegado a la misma conclusión, para explicar la intensidad "misteriosa" ...

Creo que no tengo que preocuparme de filtrar ruidos, porque probablemente no los hay. Lo que veo como "intensidad misteriosa", es debido al desfase entre V e I, producido por un condensador en la entrada AC del Infini
Cuando conecto la depuradora, por ejemplo, la "intensidad misteriosa" disminuye, porque la depuradora compensa parcialmente este desfase. Si en cambio conecto una carga puramente resistiva, la "intensidad misteriosa" sigue igual

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Gracias a todos los que me han ayudado a entender estas cosas nuevas para mí ...

La idea es crear con la función Timerone, un contador, que cuente, cada 200 us, más o menos. Como queremos medir de 4 a 6 ms después de que la tensión pase por cero, hacemos mediciones mientras que el contador esté entre 20 y 30 y promediamos esas mediciones. Si son positivas es que hay potencia activa entrante.

Para que haya sincronismo, necesitamos actualizar el contador cuando la tensión pasa por cero en sentido ascendente, considerando que es positiva cuando L es mayor que N. Eso lo detectamos con el optoacoplador de la figura y unos transistores, en concreto nos interesa el flanco de bajada. Ese flanco de bajada activa un evento programado tan simple como poner a cero el contador.

Esa es la idea. A ver que opina el resto.

Iniciado por Gabriel 2018

La idea es crear con la función Timerone, un contador, que cuente, cada 200 us, más o menos. Como queremos medir de 4 a 6 ms después de que la tensión pase por cero, hacemos mediciones mientras que el contador esté entre 20 y 30 y promediamos esas mediciones. Si son positivas es que hay potencia activa entrante

Entiendo el concepto; a ver si consigo explicarlo con mis palabras:
- Para la P reactiva, el paso por cero (ascendente) de V coincide con el valor máximo de I; el paso por cero (descendente) de I será 5ms más tarde
- Para la P activa, V e I están en fase; en el intérvalo 4-6 ms tras el paso por cero ascendente, ambas serán positivas
- Elegimos el intérvalo 4-6 ms después del paso por cero de V, porque en este tiempo la I "activa" será siempre positiva; mientras la suma de los valores de I "reactiva" obtenidos entre 4 a 6 ms será cero (I cambia de signo)

Muy bien Gabriel; me parece que esta lógica funcionará bien! La condición suficiente para que el Infini no esté chupando de la red, es que la suma de I entre 4 y 6 ms tras el paso por cero de V sea cero!

Iniciado por Gabriel 2018

Para que haya sincronismo, necesitamos actualizar el contador cuando la tensión pasa por cero en sentido ascendente, considerando que es positiva cuando L es mayor que N. Eso lo detectamos con el optoacoplador de la figura y unos transistores, en concreto nos interesa el flanco de bajada. Ese flanco de bajada activa un evento programado tan simple como poner a cero el contador

Entiendo el concepto básico, pero para el detalle de como hacer el circuito necesitaré tu ayuda

Si lo unico que quieres medir es la potencia activa yo usaria el concepto matematico de potencia activa i reactiva. Que quiere decir que si tu multiplicas las señales de tension i corriente punto a punto, i calculas el valor medio de este señal resultante, el resultado es el valor de la potencia activa.

Osease, lo unico que habria que hacer es medir una serie de puntos de tension i corriente durante un periodo completo, o varios, osea durante 20ms o multiplos, multiplicar los valores de tension i de corriente i calcular la media. Si el valor resultante es 0, es porque no hay corriente o porque toda la potencia que circula es reactiva. Si te da diferente de 0 va a ser exactamente el valor de potencia activa rms que esta circulando.

La ventaja es que te quitas de optos, sincronismos, pasos por 0 o cosas asi. Es solo medir la tension, la corriente i aplicar las leyes matematicas.

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Estas imagenes quizas lo ilustran mejor, lo morado es la multiplicacion de tension por corriente

Existe solo potencia activa:


Existe solo potencia reactiva:

Iniciado por Pidjey

Osease, lo unico que habria que hacer es medir una serie de puntos de tension i corriente durante un periodo completo, o varios, osea durante 20ms o multiplos, multiplicar los valores de tension i de corriente i calcular la media. Si el valor resultante es 0, es porque no hay corriente o porque toda la potencia que circula es reactiva. Si te da diferente de 0 va a ser exactamente el valor de potencia activa rms que esta circulando

Muchas gracias, Pidjey! El algoritmo que propones me convence absolutamente! Es sencillo y seguro - y necesita mucho menos hardware que el concepto de Gabriel 2018, sin optoacopladores ni necesidad de sincronizar mediciones

Como un período de 50Hz son 20ms, basta medir V e I cada milisegundo, 20 veces seguidos, y multiplicar las parejas de valores obtenidos. La suma de estos productos es la potencia activa y tiene que ser cero

Ya me veo implementando tu algoritmo en mi programita para derivar excedentes. Gracias otra vez!

Todos los metodos que consigan el resultado esperado son validos. Dejo aqui la pagina de donde consegui las imagenes, aunque puede que sea un coñazo pero en general esa pagina me parece muy muy buena para aprender cualquier aspecto de electronica.

https://www.electronics-tutorials.ws...-circuits.html

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Estaba pensando que tambien podrias calcular la potencia reactiva por curiosidad ya que despues de calcular la potencia activa, la potencia aparente la puedes calcular haciendo el producto del valor rms de los vectores de tension i la corriente. Con la potencia activa i aparente puedes calcular la reactiva i el angulo de fase.

Iniciado por el_cobarde

Muchas gracias, Pidjey! El algoritmo que propones me convence absolutamente! Es sencillo y seguro - y necesita mucho menos hardware que el concepto de Gabriel 2018, sin optoacopladores ni necesidad de sincronizar mediciones

Como un período de 50Hz son 20ms, basta medir V e I cada milisegundo, 20 veces seguidos, y multiplicar las parejas de valores obtenidos. La suma de estos productos es la potencia activa y tiene que ser cero

Ya me veo implementando tu algoritmo en mi programita para derivar excedentes. Gracias otra vez!

Lo primero en que pensé fue en medir la activa también, pero el hecho de no poder medir a la vez la tensión y la intensidad me echó para atrás, aunque quizás no influya mucho ese desfase, o se pueda compensar, midiendo primero una magnitud y luego otra en T/2 y en el otro T/2 al revés?

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Me refiero a que no podemos medir a la vez porque estoy suponiendo que vas a usar un Arduino.

Teoricamente la velocidad de medicion del adc del arduino es 10ksmps, osea 10k mediciones por segundo. Es cierto que solo tiene un adc pero el tiempo entre una medicion i otra no deberia afectar tanto.

De todas formas yo no invento nada, pones arduino power monitor en google i te salen centenas de proyectos iguales para medir lo que quieres. El que pongo a continuacion por ejemplo usa un arduino uno sin adcs externos i toma 50 muestras de voltage i 50 de corriente en 20ms. Luego hace una forma que no me gusta nada de calcular el factor de potencia pero bueno, no usa el metodo matematico, creo que ahi se podrian probar diferentes metodos.

https://halckemy.s3.amazonaws.com/up...IgRXxKob16.pdf

Le queda algo como esto:



Asi todo yo soy un total enemigo de arduino.

Iniciado por Gabriel 2018

Lo primero en que pensé fue en medir la activa también, pero el hecho de no poder medir a la vez la tensión y la intensidad me echó para atrás, aunque quizás no influya mucho ese desfase, o se pueda compensar, midiendo primero una magnitud y luego otra en T/2 y en el otro T/2 al revés? ... Me refiero a que no podemos medir a la vez porque estoy suponiendo que vas a usar un Arduino.

Correcto, para medir la potencia activa usaré un solo Arduino
He pensado lo mismo que tú: Que el Arduino tardará un momento en hacer una medición, por lo que V e I no se podrán medir al mismo tiempo. Iba a mirar cuanto tiempo tarda el Arduino en realizar una medida, pero Pidjey ya nos lo ha dicho: 0.1ms. Esto me parece bastante rápido, y propongo lo siguente:
Si siempre medimos primero V y después I, y el Arduino realmente realiza 10000 mediciones por segundo, se medirá la I siempre 0.1ms después de la V. En el 50% de los casos, la I será un poquito más grande de lo que debería ser (cuando es ascendente) y en el otro 50%, un poquito más pequeño de lo que debería ser (cuando es descendente). Es decir, este error se compensará y la suma de V*I de las 20 mediciones saldrá correcta


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Iniciado por Pidjey

Teoricamente la velocidad de medicion del adc del arduino es 10ksmps, osea 10k mediciones por segundo. Es cierto que solo tiene un adc pero el tiempo entre una medicion i otra no deberia afectar tanto

Ya he comentado esto más arriba, en mi respuesta al post #291 de Gabriel 2018

Iniciado por Pidjey

pones arduino power monitor en google i te salen centenas de proyectos iguales para medir lo que quieres. El que pongo a continuacion ...

Gracias por el link, Pidjey; un tutorial bueno siempre es bienvenido ...

Una cosa a tener en cuenta es que con Arduino no puedes medir tensiones negativas directamente y otro tema es que si derivas excedentes controlando el ángulo de fase, pues los semiciclos no son simétricos.

Iniciado por Gabriel 2018

Una cosa a tener en cuenta es que con Arduino no puedes medir tensiones negativas directamente

Un semiciclo positivo también tiene la mitad ascendente y la otra mitad descendente

Iniciado por Gabriel 2018

otro tema es que si derivas excedentes controlando el ángulo de fase, pues los semiciclos no son simétricos

Por qué no son simétricos, los semiciclos?
Ah, ya veo: Solo son simétricos, cuando el desfase es 0° o 90°; habiendo otro desfase no son simétricos - correcto?
Pero si el retraso de I en relación a V es pequeño, en comparación con un ciclo (0.1ms << 20ms), el error debido a esa asimetría debería ser muy pequeño, no crees?

No me he explicado. Cómo tú derivas con un Triac, variando el ángulo de conducción, no sirve medir solo un semiciclo, hay que medir el ciclo completo. Para medir el ciclo completo, hay que hacer un arreglo para poder medir tensiones e intensidades negativas.

Ese tutorial da un par de modulos de aliexpress que ya tienen offset para poder medir tensiones i corriente positivas i negativas

Iniciado por Gabriel 2018

Cómo tú derivas con un Triac, variando el ángulo de conducción, no sirve medir solo un semiciclo, hay que medir el ciclo completo

Perdón, pero esto me lo tendrás que explicar con más detalle ...

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Iniciado por Pidjey

Ese tutorial da un par de modulos de aliexpress que ya tienen offset para poder medir tensiones i corriente positivas i negativas

Gracias. Ya me atrevo a afirmar, que conseguiré medir la potencia activa con el Arduino ...

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Volvamos al tema del hilo: La derivación de excedentes

Pues resulta que derivar excedentes es bastante más fácil con un híbrido Infinisolar V que con un híbrido Axpert!
Con el Infini V es suficiente controlar la potencia activa en la entrada AC del Infini -que no es más que la potencia activa en la acometida de la distribuidora- y muchas de las condiciones necesarias con el Axpert son prescindibles

La lógica basica con el Axpert era esta:
- Activar el Arduino entre las 10:00h y las 18:00, que es cuando puede haber excedentes
- Limitar la intensidad de carga a batería a 20A; si hay más intensidad, el sobrante se deriva al termo o a la piscina
- Comprobar que las baterías estén en absorción o flotación
- Pedir 50W más de consumo para derivarlos al termo y/o a la piscina
- Si las placas entregan estos 50W, seguir aumentanto la derivación en pasos de 50W
- Si las placas no pueden entregar estos 50W de más, reducir la derivación
- Siempre cuando se deriva potencia FV, asegurar que queden 2A (en flotación) rsp. 10A (en absorción) para cargar la batería

Con el Infini V, la lógica básica será esta:
- Activar el Arduino entre las 10:00h y las 18:00, que es cuando puede haber excedentes
- Activar el algoritmo solo, cuando la potencia activa en la entrada AC del Infini es <20W
- Activar el algoritmo solo, cuando la tensión de batería es >52.5V**
- Pedir 50W más de consumo para derivarlos al termo y/o a la piscina
- Si el Infini entrega estos 50W y la potencia activa sigue <20W, seguir aumentanto la derivación en pasos de 50W
- Si la potencia activa supera 20W, reducir la derivación

- Limitar la intensidad de carga a batería a 20A ya no hace falta, porque lo hace el mismo Infini
- Comprobar que las baterías estén en absorción o flotación ya no hace falta, porque da igual
- Asegurar que queden 2A (en flotación) rsp. 10A (en absorción) ya no hace falta

**: El tercer paso (tensión de batería >51.8V) es necesario, para evitar que el Arduino intente derivar excedentes, cuando el Infini está en modo batería. Es que en modo batería se cumple la condición "potencia activa = cero" ...
Pero esto es fácil de solucionar: En modo batería y sin sol, la tensión de batería siempre será <52.5V
Cuando hace sol y las placas producen, la tensión de batería puede superar 52.5V - pero entonces es correcto, que el Arduino intente derivar excedentes. En cuanto la tensión caiga a <52.5V, dejará de intentarlo
(52.5V sería el umbral para 24 vasos (48V); para 23 vasos (46V) el umbral es 49.8V)


Una gran ventaja de este nuevo algoritmo es, que el Arduino que controla la derivación de excedentes puede estar cerca del cuadro principal de la casa, porque solo necesita conocer la potencia activa en la línea de acometida. Desde el cuado principal, el control de los KEMO (moduladores de potencia) del termo y de la piscina se puede realizar con cables, ya no hace falta el control por WiFi
El único dato que hay que mandar via WiFi al Arduino de excedentes es la tensión de batería!

Entonces, aumentas la potencia de los excedentes aumentando el tiempo ON de una señal PWM que va a los Moduladores?

Iniciado por Gabriel 2018

Entonces, aumentas la potencia de los excedentes aumentando el tiempo ON de una señal PWM que va a los Moduladores?

Exactamente. Lo he hecho así desde el principio y va fenomenal. Con el corte de onda se consigue una regulación cuasi analógica, que me convence más que el ON-OFF de un relé