使用 Wi-Fi SCR 模块自动控制锅炉加热器
本文介绍如何使用Wi-Fi SCR模块(SCR_485)和IAMMETER功率计自动控制锅炉加热器,以提高光伏(PV)系统的自耗率。
根据电网馈入功率实时调节SCR模块的输出功率,达到消耗尽可能多的馈入功率,提高光伏系统自发利用率的目的。
之前我们有一个教程教你如何使用带有 ESP Home 固件的 Wi-Fi SCR 模块线性调节电阻负载的功率输出。有关更多详细信息,请参考以下链接:ESP32 + SCR 模块:线性调节电阻负载(如加热器)的功率输出.
效果展示
如图所示,开启自动模式后,SCR控制器的“设定功率”会根据馈入功率不断实时调整,保持馈入功率在0W左右。
电网电力 REV:馈入功率
SCR_485电源: SCR_485 的“设置功率”
关于 SCR_485
最大输出功率为4kW(220V系统)的线性功率控制器。可在0-4kW范围内线性调节功率输出,推荐用于控制电阻负载(如锅炉加热器),并提供Wi-Fi功能。
更多介绍,参见此链接.
固件
SCR_485 用途ESP Home 固件, 在发货前已经预闪.
YAML
YAML 文件:SCR-485.yaml.
客户需根据自身电表实际使用情况配置IP地址及相关相位信息。
系统布线
系统接线如下图所示,主要元件如下:
- IAMMETER 三相电力表用于测量电网电力。由于 IAMMETER 的电力表是双向电表,因此它可以测量双向电力(从电网汲取的电力和反馈回电网的电力),并提供应用程序编程接口实时读取测量结果。
- SCR_485:Wi-Fi SCR 模块,通过 API 从 IAMMETER 电表读取功率读数,并实时调整功率输出以驱动锅炉加热器。

根据电网功率自动调节SCR_485模块功率输出
完成系统布线后,客户需完成以下任务:
- 配置“SCR_485” Wi-Fi 凭证。
- 在 ESP Home YAML 文件中配置 IAMMETER 功率计。
- 设置参数。
配置“SCR_485” Wi-Fi 凭证
在 ESP Home 中配置 IAMMETER 电力计
在 ESP Home 中打开网页。在快照中,您会注意到列出了六个设备,因为我们目前有六个 SCR_485 单元正在实验室中进行测试。
通过此更新 YAML 配置文件scr-485.yaml.
根据所用电表类型修改 YAML 配置。
WEM3080
WEM3080是IAMMETER的单相电力表,所以如果使用WEM3080,则表示测量的功率为电网功率,只需要设置电表的IP地址即可,如下所示:
将YAML文件中的IP(10.10.30.33)更改为电表的IP。
yamlCopy 代码间隔:
- 间隔:5 秒
然后:
- 如果:
条件:
lambda:'return id(auto_mode);'
然后:
- http_request.get:
url:"http://10.10.30.33/monitorjson"
标头:
内容类型:"application/json"
verify_ssl:false
WEM3080T/WEM3046T/WEM3050T:
WEM3080T/WEM3046T/WEM3050T都是IAMMETER的三相电表,若使用三相电表,除了需要配置IP地址外,还需要选择使用哪一相来测量电网功率。
设置仪表 IP 地址
将YAML文件中的IP 10.10.30.33更改为电表的IP。
选择特定电表相位来测量电网功率
如果电网电源为单相,则可用三相电表的任意一相来测量电网功率(如系统接线部分所示,用B相来测量电网功率)。
如果电网电源为三相,则应以三相电表的总功率来表示电网功率。
下面代码中的注释表明了这一点:
yaml复制代码间隔:
- 间隔:5s
然后:
...
int16_t power_value = root["Datas"][1][2];
# A相功率值:["Datas"][0][2],
# B相功率值:["Datas"][1][2]
# C相功率值:["Datas"][2][2]
...
设置参数
登录网页,参数解释如下:
自动模式:手动模式/自动模式。
阈值:控制回路的阈值。
Hysteresis:施密特触发器的滞后参数。由于采用高低控制,因此添加了“Hysteresis”参数以防止振荡。当 Grid Power > Threshold + Hysteresis 或 Grid Power < Threshold - Hysteresis 时,会触发操作。
设定功率:由SCR_485设定的功率输出。
设置最大功率
此参数为SCR_485控制负载的最大功率,由于SCR_485是通过调节输出电压来控制负载的,所以在计算Set Power时需要以此Max Power为参考。
例如设定最大功率为3.3kW,在220V工作电压下,SCR会认为输出功率为3.5kW,后续如果需要调整设定功率为0.875kW,SCR_485会将电压降低为110V。
设置阈值和滞后
引入滞后是为了防止控制系统频繁动作,类似施密特触发器的原理,只有当测量值(电网功率)大于“阈值+滞后”或小于“阈值-滞后”时,才会采取行动(调整SCR_485的功率输出)
例如:阈值 = -20 W,滞后 = 50 W。
这两个设置是为了在电网功率小于-70W(-20-50)时,增加SCR_485的设定功率。
这两个设置是当电网功率大于30W(-20+50)时,降低SCR_485的设定功率。
请注意,在IAMMETER功率计的双向测量中,负功率值表示光伏系统正在向电网供电,而正功率值表示系统正在从电网消耗电能。
参考
具有线性功率调节和“Wi-Fi 电压控制器”功能的智能恒温器“助手”
ESP32 + SCR 模块:线性调节电阻负载(如加热器)的功率输出
https://esphome.io/guides/getting_started_command_line