dh/Symcon_Belevo_Energiemanagement_testing
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belevo\mh
2026-05-12 13:53:52 +02:00
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Bat_EV_SDL_V4/module.php
+192 -29
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@@ -1,5 +1,26 @@
<?php
/**
* Bat_EV_SDL_V4
*
* Zweck des Moduls:
* Dieses IPS-Modul verteilt Lade- und Entlade-Sollwerte auf mehrere Batteriesysteme.
* Dabei werden zwei virtuelle Energiekonten geführt:
*
* - SDL: reservierter Bereich für SDL-Leistung
* - EV: restlicher nutzbarer Bereich für EV-Leistung
*
* Zusätzlich werden reale Batterie-SoC-Werte gelesen, um Lade- und Entladegrenzen
* dynamisch zu berücksichtigen.
*
* Vorzeichenlogik in diesem Modul:
* - Positive Leistung = Laden
* - Negative Leistung = Entladen
*
* Achtung:
* Das Modul führt aktuell nur globale virtuelle SDL-/EV-Konten.
* Die virtuelle Energie wird also nicht separat pro Batterie geführt.
*/
class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
{
public function Create()
@@ -67,7 +88,7 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
"UpdateTimer",
($intervalSec > 0) ? $intervalSec * 1000 : 0
);
// Bei Config-Änderung wird der statische Plan neu aufgebaut.
$this->BuildBatteryPlan(true);
// Kein Reset bei ApplyChanges.
@@ -102,11 +123,24 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
throw new Exception("Invalid Ident: " . $Ident);
}
/*
* Update() ist die zentrale zyklische Berechnung.
*
* Ablauf:
* 1. Semaphore sichern, damit keine parallelen Updates laufen.
* 2. Prüfen, ob Modul aktiv ist.
* 3. Batterieplan laden/aktualisieren.
* 4. Sollwerte auf Batterien verteilen.
* 5. Aktuelle EV-/SDL-Leistung rückrechnen.
* 6. Virtuelle Konten integrieren.
* 7. Diagnosewerte schreiben.
*/
public function Update()
{
$semKey = 'BatEVSDL_Update_' . $this->InstanceID;
$semKey = 'BatEVSDL_Update_' . $this->InstanceID;
// Verhindert, dass ein Timerlauf den vorherigen überholt.
if (!IPS_SemaphoreEnter($semKey, 5000)) {
//$this->SendDebug("Update", "SKIP - Semaphore locked", 0);
return;
@@ -116,11 +150,12 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
if (!GetValue($this->GetIDForIdent("State"))) {
return;
}
// Baut den Plan nur neu, wenn sich relevante Config-Werte geändert haben.
$this->BuildBatteryPlan(false);
$plan = json_decode($this->GetBufferSafe("BatPlanJSON"), true);
$plan = json_decode($this->GetBufferSafe("BatPlanJSON"), true);
// Reale SoC-Werte ändern sich laufend, daher werden Leistungsgrenzen aktualisiert.
$plan = $this->RefreshDynamicPlanValues($plan);
if (!is_array($plan) || empty($plan["bats"])) {
@@ -133,10 +168,10 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
// Danach EV und SDL virtuell integrieren.
$virt = $this->IntegrateVirtualAccounts($plan);
// Virtuelle Prozentwerte anzeigen.
$this->SetIdentValue("SDL_Pos", round($virt["SDL_pct"], 3));
$this->SetIdentValue("SoC_EV", round($virt["EV_pct"], 3));
// Aktuelle dynamische Maximalleistungen anzeigen.
$tot = $plan["total"] ?? [];
$this->SetIdentValue("P_SDL_laden", round((float)($tot["SDL_Charge_kW"] ?? 0.0) * 1000.0, 0));
$this->SetIdentValue("P_SDL_entladen", round((float)($tot["SDL_Discharge_kW"] ?? 0.0) * 1000.0, 0));
@@ -152,7 +187,8 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$calcRounded = $this->RoundArray($calc, 3);
$this->SetIdentValue("CalcJSON", json_encode($calcRounded, JSON_PRETTY_PRINT));
// Reale Gesamtleistung aller Batterien anzeigen.
$totalBat = $this->GetTotalBatteryPowerIstW();
$this->SetIdentValue("Aktuelle_Leistung_Batterien", round($totalBat, 0));
@@ -165,8 +201,18 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
}
/**
* Baut die statischen Batterie-Fenster und Leistungsanteile.
* Diese Methode enthält die komplette Grenzberechnung und läuft nur bei Config-Änderung neu.
* Baut den Batterieplan.
*
* Der Plan enthält pro Batterie:
* - Kapazität
* - maximale Leistung
* - reservierte SDL-Fenster unten/oben
* - nutzbares EV-Fenster
* - mögliche Lade-/Entladeleistungen
*
* Warum als Plan?
* Die statischen Werte müssen nicht in jedem Timerlauf komplett neu berechnet werden.
* Über einen Hash wird erkannt, ob die Konfiguration geändert wurde.
*/
private function BuildBatteryPlan(bool $force): void
{
@@ -175,8 +221,11 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$sdlTotalW_laden = max(0, (int)$this->ReadPropertyInteger("SDL_Leistung_Laden"));
$sdlTotalW_entladen = max(0, (int)$this->ReadPropertyInteger("SDL_Leistung_Entladen"));
//Reserve Zeit, zb 30 oder 45 min
$reserveH = max(0.0, (float)$this->ReadPropertyFloat("ReserveHours"));
// Hash über alle statischen Eingaben.
// Wenn dieser gleich bleibt, muss der Plan nicht neu aufgebaut werden.
$hash = md5(json_encode([
"Batteries" => $batteriesRaw,
"SDL_W_Laden" => $sdlTotalW_laden,
@@ -235,6 +284,9 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$pBatW = max(0.0, (float)($b["powerbat"] ?? 0));
$pBatKW = $pBatW / 1000.0;
$capKWh = max(0.0, (float)($b["capazity"] ?? 0));
// Physischer Mindest-SoC, unter den EV nicht entladen soll.
// SDL darf bis zu diesem Mindestwert herunter.
$minPhysicalSocPct = max(0.0, min(100.0, (float)($b["minPhysicalSocPct"] ?? 5.0)));
$minPhysicalKWh = $capKWh * $minPhysicalSocPct / 100.0;
@@ -244,19 +296,25 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$typ = (string)($b["typ"] ?? ("Bat " . ($idx + 1)));
$socVarId = (int)($b["soc"] ?? 0);
// SDL-Leistung wird proportional zur Batterie-Nennleistung verteilt.
$sdlShareKW_laden = ($sumBatPowerKW > 0.0) ? ($sdlTotalKW_laden / $sumBatPowerKW * $pBatKW) : 0.0;
$sdlShareKW_entladen = ($sumBatPowerKW > 0.0) ? ($sdlTotalKW_entladen / $sumBatPowerKW * $pBatKW) : 0.0;
// EV bekommt den Rest der Batterie-Leistung.
$evShareKW_laden = max(0.0, $pBatKW - $sdlShareKW_laden);
$evShareKW_entladen = max(0.0, $pBatKW - $sdlShareKW_entladen);
// SDL-Reserve in kWh.
$sdlLowerKWh = $sdlShareKW_entladen * $reserveH;
$sdlUpperKWh = $sdlShareKW_laden * $reserveH;
// EV darf nur zwischen underKWh und upKWh arbeiten.
// Darunter liegt SDL-Entlade-Reserve, darüber SDL-Lade-Reserve.
$underKWh = $minPhysicalKWh + $sdlLowerKWh;
$upKWh = $capKWh - $sdlUpperKWh;
// Grenzen sauber in die Batteriekapazität klemmen.
$underKWh = max($minPhysicalKWh, min($capKWh, $underKWh));
$upKWh = max($minPhysicalKWh, min($capKWh, $upKWh));
@@ -273,6 +331,7 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$realSocPct = $this->ReadSocPercent($socVarId);
$realKWh = $capKWh * $realSocPct / 100.0;
// Dynamische Freigaben auf Basis des realen SoC.
$canSDLDischarge =
($realKWh >= $minPhysicalKWh);
@@ -340,6 +399,7 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$plan["total"]["EV_Discharge_kW"] += $effectiveEVDischargeKW;
}
// Plan im Buffer speichern, damit Update() schnell darauf zugreifen kann.
$this->SetBuffer("BatPlanHash", $hash);
$this->SetBuffer("BatPlanJSON", json_encode($plan));
$this->SetBuffer("Int_CFG_HASH", $hash);
@@ -350,14 +410,11 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
//$this->SendDebug("Plan", "Battery plan rebuilt (" . count($plan["bats"]) . " bats)", 0);
}
private function InitVirtualAccountsIfNeeded(): void
{
if ($this->GetBufferSafe("Int_Init") !== "1") {
$this->SetBuffer("Int_LastTs", (string)microtime(true));
$this->SetBuffer("Int_Init", "1");
}
}
/**
* Setzt die virtuellen Konten auf die konfigurierten Startwerte.
* Wird über den WebFront-Schalter Virtual_Reset ausgelöst.
*/
public function ResetVirtualAccounts(): void
{
$this->BuildBatteryPlan(false);
@@ -373,6 +430,7 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$sdlStartPct = max(0.0, min(100.0, (float)$this->ReadPropertyFloat("SDL_Start_Pos_Config")));
$evStartPct = max(0.0, min(100.0, (float)$this->ReadPropertyFloat("EV_Start_Pos_Config")));
// Prozentwerte in kWh umrechnen und im Buffer speichern.
$this->SetBuffer("Int_E_SDL_kWh", (string)($sdlTotal * $sdlStartPct / 100.0));
$this->SetBuffer("Int_E_EV_kWh", (string)($evTotal * $evStartPct / 100.0));
$this->SetBuffer("Int_LastTs", (string)microtime(true));
@@ -384,6 +442,13 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$this->SendDebug("Virtual_Reset", "SDL=" . round($sdlStartPct, 3) . "%, EV=" . round($evStartPct, 3) . "%", 0);
}
/**
* Integriert die virtuellen SDL-/EV-Konten.
*
* Formel grob:
* Energieänderung kWh = Leistung kW * Zeit h
*/
private function IntegrateVirtualAccounts(array $plan): array
{
$now = microtime(true);
@@ -472,7 +537,9 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
"dtSec" => round($dtSec, 3)
];
}
/**
* Liest EV-/SDL-Sollwerte, verteilt sie auf die Batterien und schreibt die Register.
*/
public function ApplySetpoints(?array $plan = null): void
{
if ($plan === null) {
@@ -487,8 +554,22 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$distribution = $this->CalculateBatteryDistribution($pEvW, $pSdlW, $plan);
$this->WriteBatteryPowerSetpoints($distribution);
// Nach dem Schreiben wird aus der realen Batterie-Istleistung berechnet,
// welcher Anteil EV und welcher SDL zugeordnet wird.
$this->UpdateActualPowerSplit($pEvW, $pSdlW);
}
/**
* Verteilt die gewünschte EV- und SDL-Leistung auf einzelne Batterien.
*
* Dabei wird geladen bevorzugt bei niedrigem virtuellem SoC,
* entladen bevorzugt bei hohem virtuellem SoC.
*
* Einschränkung:
* Da aktuell globaler virtueller SoC verwendet wird, haben alle Batterien denselben
* virtuellen SoC. Die Sortierung bringt deshalb nur begrenzt einen Effekt.
*/
private function CalculateBatteryDistribution(float $pEvW, float $pSdlW, array $plan): array
{
@@ -560,6 +641,7 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
continue;
}
// Innerhalb einer Gruppe proportional zur möglichen Leistung verteilen.
$powerForGroup = min($remaining, $groupTotal);
$ratio = $powerForGroup / $groupTotal;
@@ -598,6 +680,14 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
return $finalOutput;
}
/**
* Rechnet die reale Batterie-Gesamtleistung auf EV und SDL zurück.
*
* Beispiel:
* EV-Soll = 3000 W, SDL-Soll = 1000 W, Summe = 4000 W.
* Batterie liefert real nur 3600 W.
* Dann wird EV = 2700 W, SDL = 900 W angenommen.
*/
private function UpdateActualPowerSplit(float $pEvW, float $pSdlW): void
{
$totalPowerIst = $this->GetTotalBatteryPowerIstW();
@@ -610,7 +700,8 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$rawEV = $pEvW * $factor;
$rawSDL = $pSdlW * $factor;
} else {
// KEIN Sprung mehr auf Soll!
// Wenn kein Sollwert vorhanden ist, nicht plötzlich auf Soll springen.
// Stattdessen letzten gefilterten Wert verwenden.
$rawEV = (float)$this->GetBufferSafe("CUR_EV_VAL");
$rawSDL = (float)$this->GetBufferSafe("CUR_SDL_VAL");
}
@@ -630,7 +721,15 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$this->SetIdentValue("Aktuelle_Leistung_EV", (float)$fEV);
$this->SetIdentValue("Aktuelle_Leistung_SDL", (float)$fSDL);
}
/**
* Filtert die rückgerechnete Istleistung.
*
* Zweck:
* - Fehlmessungen abfangen
* - träge Batterieantwort glätten
* - harte Sprünge vermeiden
* - falsche Vorzeichen ignorieren
*/
private function FilterCurrent(string $ch, float $raw, float $target, float $tolW, int $needHits): float
{
$lastVal = (float)$this->GetBufferSafe("CUR_{$ch}_VAL");
@@ -712,7 +811,9 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
return $lastVal;
}
/**
* Löscht Filterzustände, wenn der Filter deaktiviert wird.
*/
private function ClearCurrentFilterBuffers(): void
{
foreach (["EV", "SDL"] as $ch) {
@@ -724,6 +825,9 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
}
}
/**
* Schreibt die berechneten Lade-/Entladeleistungen in die Batterie-Register.
*/
private function WriteBatteryPowerSetpoints(array $distribution): void
{
//IPS_LogMessage(__FUNCTION__, "distribution=" . json_encode($distribution, JSON_PRETTY_PRINT));
@@ -756,6 +860,12 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
}
}
/**
* Schreibt herstellerspezifische Register.
*
* Je nach Batterie/Wechselrichter sind unterschiedliche Moduswerte nötig.
* GoodWe und SolarEdge werden hier speziell behandelt.
*/
private function WriteByVendorRegistersSingleMode(string $typ, array $cfg, float $chargeW, float $dischargeW): void
{
$t = mb_strtolower($typ);
@@ -837,7 +947,12 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$setW($varPowerCharge, 0.0);
$setW($varPowerDisch, 0.0);
}
/**
* Summiert die reale Batterie-Istleistung.
*
* Die Multiplikation mit -1 dreht das Vorzeichen.
* Offenbar liefern die Batterie-Register ein umgekehrtes Vorzeichen.
*/
private function GetTotalBatteryPowerIstW(): float
{
$cfg = json_decode($this->ReadPropertyString("Batteries"), true);
@@ -855,6 +970,14 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
return $sum;
}
/**
* Liest einen SoC-Wert.
*
* Spezialfall:
* Wenn in der Config direkt eine Zahl von 0 bis 100 steht und keine IPS-Variable
* mit dieser ID existiert, wird diese Zahl als fester SoC interpretiert.
*/
private function ReadSocPercent(int $varId): float
{
if ($varId >= 0 && $varId <= 100 && !IPS_VariableExists($varId)) {
@@ -872,13 +995,18 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
return max(0.0, min(100.0, (float)$v));
}
/**
* Sichere Buffer-Lesefunktion.
* Gibt immer einen String zurück, damit Casts kontrolliert funktionieren.
*/
private function GetBufferSafe(string $name): string
{
$v = $this->GetBuffer($name);
return is_string($v) ? $v : "";
}
/**
* Schreibt bei Fehlern alle relevanten Ausgabewerte auf 0.
*/
private function WriteAllZero(string $reason): void
{
$this->SetIdentValue("SDL_Pos", 0.0);
@@ -890,7 +1018,10 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
$this->SetIdentValue("CalcJSON", json_encode(["error" => $reason], JSON_PRETTY_PRINT));
}
/**
* Rundet rekursiv alle Float-Werte in Arrays.
* Wird nur für die lesbare JSON-Diagnose verwendet.
*/
private function RoundArray($data, int $decimals = 3)
{
if (is_array($data)) {
@@ -906,7 +1037,10 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
return $data;
}
/**
* Bewegt einen Wert begrenzt in Richtung Zielwert.
* Wird im Filter verwendet, damit Werte nicht sprunghaft wechseln.
*/
private function MoveTowards(float $current, float $target, float $maxStep): float
{
$maxStep = max(0.0, $maxStep);
@@ -918,6 +1052,25 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
return $current + (($target > $current) ? $maxStep : -$maxStep);
}
/**
* Synchronisiert das virtuelle EV-Konto gelegentlich mit dem realen Batterie-SoC.
*
* Hintergrund:
* Das virtuelle EV-Konto wird normalerweise nur über Leistung × Zeit integriert.
* Dadurch können mit der Zeit Abweichungen zur realen Batterie entstehen
* (z.B. durch Messfehler, Begrenzungen, Verluste oder Neustarts).
*
* Diese Methode berechnet deshalb den EV-Anteil neu aus den echten Batterie-SoC-Werten.
*
* Wichtig:
* Die Neuberechnung erfolgt nur:
* - alle X Stunden
* - wenn SDL genau bei 50% steht (Neutralpunkt)
* - und nur wenn die Abweichung gross genug ist
*
* Ziel:
* Das virtuelle EV-Konto langfristig wieder an die reale Batterie angleichen.
*/
private function MaybeRecalculateEVFromPhysical(array $plan, float $eSDL, float &$eEV, float $sdlTotal, float $evTotal): void
{
@@ -1025,7 +1178,14 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
);
}
/**
* Aktualisiert die dynamischen Werte im Plan anhand des realen Batterie-SoC.
*
* Warum nötig?
* BuildBatteryPlan() baut hauptsächlich statische Grenzen.
* Der echte Batterie-SoC ändert sich aber laufend.
* Deshalb werden Lade-/Entladefreigaben hier bei jedem Update erneuert.
*/
private function RefreshDynamicPlanValues(array $plan): array
{
foreach ($plan["bats"] as &$bat) {
@@ -1076,7 +1236,10 @@ class Bat_EV_SDL_V4 extends IPSModule
return $plan;
}
/**
* Hilfsfunktion zum sicheren Schreiben einer Instanzvariable per Ident.
* Wenn die Variable nicht existiert, wird still abgebrochen.
*/
private function SetIdentValue(string $ident, $value): void
{
$id = @$this->GetIDForIdent($ident);