[Modul] NRG-Stack Prognose / Last- & PV-Prognose fürs EMS

Hallo zusammen,

ich möchte euch meine EnergiePrognose-Suite vorstellen. Ziel war, meinem Energiemanagement 1–3 Tage vorauszuschauen: Wie viel verbrauche ich, wie viel erzeugt die PV – damit man Batterie- und Ladeentscheidungen nicht nur nach dem aktuellen Moment trifft. Die Suite besteht aus drei Modulen, die einzeln oder zusammen laufen.

:crystal_ball: Lastprognose (LFC)

Erstellt aus euren Archivdaten eine Verbrauchsprognose über ein Ähnliche-Tage-Verfahren (k-NN): Für jeden Prognosetag werden die ähnlichsten Vergangenheitstage gesucht (Tagtyp, Tageslänge, Heizgrad, Anwesenheit) und zu einem Profil mit P10/P50/P90-Unsicherheitsband verdichtet.

  • Auflösung 60/30/15 min, regionale Feiertage
  • Abzugsliste für steuerbare Lasten (Wallbox, Batterie, WP) → das Modul lernt die planbare Grundlast, das preisgesteuerte Laden bleibt Sache des EMS
  • Eigene Wärmepumpen-/Klima-Prognose über Temperaturregression (Heizen, Kühlen oder V-Kurve für Luft-Luft-WP)
  • Einheit W/kW wird automatisch erkannt, Anwesenheit auch als Abwesenheits-Variable nutzbar

:sun: PV-Prognose (PVF)

Physikbasierte Erzeugungsprognose je Generator (Dachfläche/MPP-Tracker) aus Neigung, Azimut und kWp:

  • Datenquellen: Open-Meteo (kostenlos, kein Key), Forecast.Solar oder Solcast (mit echtem P10/P90-Band)
  • Selbstkalibrierung: lernt aus gemessener vs. modellierter Erzeugung einen Korrekturfaktor (fängt Verschattung, Verschmutzung, reale Modulleistung)

:bar_chart: Energiebilanz (Kachel)

Kombinierte Visualisierung von Erzeugung und Verbrauch über bis zu 3 Tage – der EMS-Blick auf einen Streich:

  • Prognose (Soll) mit Band, Ist-Werte live + gemessener Tagesverlauf, Gestern mit Soll-vs-Ist-Kontrolle, Tagesenergie je Tag
  • Wählbare Diagramm-Engine: ECharts (Open Source, auch kommerziell frei) oder Highcharts (privat)
  • Läuft auch als eigenständige Seite über einen WebHook – so lässt sie sich per WebView in IPSView als Popup einbinden
  • Farben, Schrift, Höhe, Glättung u. v. m. konfigurierbar

:chart_increasing: Selbstkontrolle

Beide Prognosemodule speichern täglich einen Snapshot und vergleichen die frühere Prognose vergangener Tage mit dem gemessenen Ist – als Prognosegüte (Bias = systematische Abweichung, |Ø-Fehler|). So sieht man schwarz auf weiß, wie gut die Prognose trifft.

Installation & Voraussetzungen

  • Module Store → NRG-Stack Prognose, Beta-Kanal
  • IP-Symcon ab 7.0 (für die Kachel),
  • Die Kachel lädt die Diagramm-Bibliothek per CDN (Internet auf dem Anzeigegerät nötig)

:motorway: Ausblick

Die Snapshot-/Güte-Messung ist die Grundlage für die nächsten Schritte:

  1. Bias-Korrektur – systematische Abweichungen je Tagesabschnitt automatisch nachziehen (analog zur PV-Selbstkalibrierung, nur slotweise)
  2. Ehrliches Band aus echten Residuen – P10/P90 aus der tatsächlichen Trefferstatistik statt aus den k-NN-Nachbarn (liefert auch bei Open-Meteo ein echtes Band)
  3. Backtesting – die k-NN-Gewichte datenbasiert justieren

Bewusst nicht in die Prognose kommen Strompreis und SOC: Die Prognose sagt die unbeeinflussbare Nachfrage/Erzeugung vorher, die preisgetriebenen Entscheidungen (Laden, §14a) trifft das EMS. Diese Trennung sauber zu halten, war für mich die wichtigste Design-Entscheidung.

Ich freue mich über Feedback, Ideen und Testberichte – gerade zur Prognosegüte auf euren Anlagen. Viel Spaß beim Ausprobieren!

Viele Grüße
Dietmar

:pushpin: Update: Seit diesem Post hat sich einiges getan (NRG-Stack-Anbindung, Prognosegüte-Auswertung, ein paar Bugfixes) - Details im Beitrag weiter unten im Thread.

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Cool! Bin erstaunt dass sich hierzu noch niemand gemeldet hat.
Hört sich sehr spannend an, suche auch gerade Solar-Forecast.

Gibt natürlich hier schon ein paar Projekte die ähnliches machen, aber Deinen Ansatz finde ich auch sehr gut und nachvollziehbar.
Mir gefällt dass Du das aufgeteilt hast und auch dass Du an IPSview gedacht hast.
Nutze ich zu 97%.

Melde mich wenn ich dazu kam es auszuprobieren.

Cheers Seppm

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Hi Seppm,

freut mich, dass dir der Ansatz gefällt — und cool, dass du auch mit IPSview arbeitest, das hatte ich bewusst mitgedacht! :blush:

Ich bin da inzwischen deutlich weiter, als der ursprüngliche Post vermuten lässt — es ist mittlerweile kein Einzelmodul mehr, sondern ein ganzer, ineinandergreifender Verbund aus mehreren Modulen (Wechselrichter, Zähler, Wallbox, Wärmepumpe, Fahrzeuge, Strompreis, PV-Prognose und ein zentrales Energiemanagement, das alles koordiniert). Die Solar-Prognose ist da nur ein Baustein von vielen.

Ich möchte noch nicht zu viel verraten, bevor es rund läuft — aber es wird definitiv noch spannender, als es aktuell aussieht. Bis alles fertig und stabil ist, dauert es sicher noch eine Weile — aber Betatester brauche ich ohnehin deutlich früher als das fertige Ergebnis. Wenn du Lust hast, mitzumachen, sobald es so weit ist, melde ich mich gerne bei dir.

Danke für dein Interesse!

Sonnige Grüße
Dietmar

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Hi Dietmar,
hört sich cool an!
Ja, melde Dich gerne wenn Du denkst es macht Sinn. Ich hab auf alle Fälle Notwendigkeiten mich damit zu beschäftigen und ich hab auch ein paar reale PV draussen in mehreren Gegenden wo man das testen kann.
Ich muss zugeben ich hab nicht immer gleich die Zeit, aber das sehen wir dann ja.
Schöne Grüße
Sepp

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Ich habe die Prognose (bzw. das ganze Modul) über die Kerninstanz Module installiert. Gibt es das auch im Store? Wie kann ich es finden?

Was und welchen Branch hast du installiert?

Main

Wenn Du nur dieses Modul installiert hast - und dazu rate ich im Moment - dann findest Du es unter der Beta und musst den genauen Wortlaut „Prognose“ eingeben.

Wie passt es denn bei Dir, kommt die Prognose etwa hin?

Dann werde ich das installieren. Die Prognose ist sehr genau. Kommt gut hin.

Wenn ich es aus der Modulinstanz deinstalliere und dann aus dem Store installiere, bleiben die erstellten Instanzen erhalten?

Ja, sollten erhalten bleiben.

In der nahen Zukunft wird es einen größeren Verbund von verschiedenen Modulen (etwa 15) geben. Die Prognose wird in diesem Verbund ebenfalls ein Teil sein. Bei der Prognose habe ich aber bisher noch keine größeren Korrekturen anstrengen müssen, so dass hier etwas im Argen liegen würde. Ich denke, dass man die Prognose auch für den großen Rollout nicht neu installieren müsste.

Ja, hat funktioniert. Wobei mir aufgefallen ist, dass Forecast.Solar eher konservativ ist und weniger vohersagt. Open-Meteo sagt mehr voraus, was aber eher stimmt. Solcast hab ich nicht versucht, hab keinen API Schlüssel.

Danke fürs Testen und die Rückmeldung! Die Beobachtung passt: Forecast.Solar schätzt in der Gratis-Stufe tatsächlich eher konservativ, das ist kein Fehler bei dir, sondern eine bekannte Eigenheit der Quelle. Open-Meteo und Forecast.Solar ticken einfach unterschiedlich.

Es gibt dafür aber schon einen eingebauten Ausgleich, den ich gerade noch etwas deutlicher im Formular verlinkt habe: Unten bei „Selbstkalibrierung" gibt’s das Feld „Unsicherheitsband (P10/P90) bilden aus" - stell das auf „Tatsächlichen Prognosefehlern - Band + Pegelkorrektur". Das vergleicht die gespeicherte Prognose vom Vortag mit deiner tatsächlich gemessenen Erzeugung und zieht einen systematischen Fehler automatisch nach - unabhängig davon, welche Quelle du nutzt. Braucht dafür deine Leistungsvariable je Generator (PowerVar, sollte bei dir schon eingetragen sein) und ein paar Tage Vorlauf (ab 3 auswertbaren Tagen greift’s).

Die separate „Selbstkalibrierung" oben im Formular wirkt dagegen nur bei Open-Meteo als Quelle - die braucht Vergangenheitsdaten, die Forecast.Solar so nicht liefert. Bei dir mit Forecast.Solar ist also der Pegelkorrektur-Modus der richtige Hebel, nicht die Selbstkalibrierung.

Danke. Ich bin mit Open-Meteo eigentlich sehr zufrieden. Das passt eigentlich sehr genau und auch die Kurven sind fast deckungsgleich.

Mir geht es primär nicht darum, es auf die kWh genau zu haben. Es geht eher um Tendenzen. Viel, wenig, nix….

Alles andere wäre Raten oder das befragen der Kristallkugel.

Ja, im Wesentlichen sehe ich das ebenso. Nur wenn man eine Steuerung baut, einen dynamischen Stromtarif hat und auch irgendwann Strom möglicherweise aus der Batterie verkaufen möchte oder oder und und … dann ist es schon sehr gut gutes Zahlenwerk zu haben. Aber natürlich, immer vor dem Hintergrund dass das der Blick in die Kristallkugel ist.

Wobei ich mir gerade auch Deine Werte von 7 - 11 kWh aufgefallen sind. Mit solchen Zahlen lässt es sich natürlich in der Prognose leichter leben.

Strom aus der Batterie zu verkaufen sollte meiner Meinung nach generell vermieden werden, weil das immer ein Verlustgeschäft ist. Soviel kann ich gar nicht in den Akkus haben, dass ich da was unter Wert verkaufe. Dynamischen Tarif habe ich.

Ich habe keine so große Anlage. Verkaufe da eher wenig (was eh gut ist). Ich habe dann noch zwei Paneele die primär dafür da sind, den Akku zu laden (neben einer Steueruntg für Überschuss, womit auch der Akku geladen wird). Auch dafür verwende ich deine Prognose und auch hier passt es sehr gut mit Open-Meteo.

Nun ja, Deine Meinung wird sich vielleicht gleich ändern …

Wenn ich am Tag 1 einen vollen Speicher habe und bereits um 14.00 Uhr sehe, dass Morgen an Tag 2 Mittags der Strompreis bei -25ct/kWh liegt, ich aber eine Einspeisevergütung von 18 ct/kWh erhalte, der Strompreis heute Abend und Morgen früh bei z.B. > 40 ct/kWh liegt, dann wäre es doch relativ schlau die Energie aus meinem Speicher (40 kWh) ins öffentliche Netz in den Zeiten des teuren Preises zu entlassen, damit ich dann einen leeren Speicher habe, wenn zuviel PV im öffentlichen Netz rumgammelt.
Damit ich über die PV Produktion meiner 9,18 kWp Anlage auch noch Strom aus den Netz zu den -25 ct/kWh beziehen kann, habe ich einen 29,9 kW Hybriden eingebaut.
Mein Verhalten wäre dann absolut Netzdienlich und wenn das viele machen könnten bzw. würden …

Und ein Rädchen in diesem ganz großen Getriebe muss deshalb eine relativ gute Prognose - auch Lastprognose - abbilden.

Ja, kann sein. Aktuell haben wir aber keinen negativen Strompreis (zumindest nicht in AT und schon gar nicht mit den ca. 14Cent Netzkosten). Und wenn der Strom negativ ist (also wirklich negativ), dann schalte ich die PV Anlage ab. Der Speicher kann voll gehen. Außerdem habe ich auch keinen fixen Einspeistarif, sondern ebenso einen dynamischen. Da bekomme ich defakto nichts. Da verbrenne ich lieber Strom, bevor ich den für ein Butterbrot verkaufe. Schönt dann zumindest meine Statistiken :smiley:

Aber ich verstehe deinen Ansatz. Trotzdem würde ich aus dem Speicher nicht verkaufen. Was ich habe, habe ich und gebe ich ungern her. :wink:

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Da ich in DE lebe und wir andere Gesetze haben … ist es bei uns eben anders. Aber so einen dynamischen Einspeisetarif hätte ich möglicherweise auch sehr gerne.
Na ja, man kann nicht alles haben. :man_shrugging:

Trotzdem freue ich mich natürlich über jede positive Rückmeldung oder auch Verbesserungsanfrage.

Glaube mir, das willst du nicht Da dümpelst du bei 2Cent herum wenn die Sonne scheint. Da lade ich lieber das Auto und kaufe halt das bisschen Rest günstig zu.

Die Netzdienlichkeit über den Strompreis zu definieren ist aktuell nicht möglich. Wenn bei strahlendem Sonnenschein der Energeiepreis (ohne Netzkosten) hoch ist, weil diverse AKW’s aus sind, und die Flüsse Niedrigwasser führen. Und auch kein Wind da ist. Da wirds schnell eng.

Ich finde die Prognosen gut und optisch und funktional gelungen.

Verbessern? Ich hätte gerne mehr Tage :smiley:

Leider wurde solarprognose.de beendet (dem Betreiber drüfte es offenbar nicht gut gehen) und scheint auch komplett deaktiviert worden zu sein. Die Domain ist weg. Da hatte ich 5 oder 7 Tage. Das war schon recht nett. Rein optisch.