Réactivité Shelly vs Linky

[FastFrench]

Cela fait pas mal de temps que j'ai constaté une différence assez sensible de réactivité entre le Shelly (Pro 3 EM dans mon cas, mais je ne pense pas que ce soit important sur ce point) et le Linky. Sur le papier, la différence apparente est que tous les Shelly font une mesure par seconde, alors que le Linky fait une mesure toutes les deux secondes. 
Mais quand on y regarde de plus près, les différences sont bien plus importantes. 

Pour ceux que ça intéresse, je vous partage ici mes constats sur le sujet. 

Dans les captures qui suivent, j'utilise un outil que j'ai développé qui permet de suivre sans perdre de précision ni aucun point de mesure les données issues des différents dispositifs. 
Il y a ici 3 courbes: en vert le Linky (via un ESP 32 dédié, faisant tourner Tasmota Téléinfo), en bleu les valeurs du Shelly (via REST API du Shelly). La production solaire en orange (c'est la nuit) n'est pas importante dans cette discussion. 




Focus sur une sorte de Dirac, qui montre bien la différence de réaction entre le Shelly et le Linky: 



Autre sorte de transitoire, proche d'une marche: 


Ceux qui ont fait un peu d'électronique ou du traitement du signal reconnaîtront dans la courbe verte (Linky), un traitement de type temporisation + passe-bas  (par rapport à la courbe bleue). 

La temporisation est particulièrement nette pour le Dirac: le front montant arrive environ 6 secondes plus tard sur le Linky vs le Shelly. 
Certes dans mon cas le Linky communique par Wifi alors que le Shelly est en Ethernet, ce qui introduit une petite latence, mais certainement pas de l'ordre de 6 secondes. La différence de fréquence d'échantillonnage ne saurait pas non plus expliquer un décalage de plus d'une seconde. 

Et l'autre différence, encore plus évidente, c'est l'effet passe-bas. Dans le cas du Dirac, on voit que la base du pic est nettement plus large dans le cas du Linky, et le front descendant moins rapide. Dans la dernière capture, c'est encore plus marqué: alors que la chute de puissance est instantanée dans le cas du Shelly, dans la cas du Linky elle est très progressive, s'étalant sur plus d'une minute. 

Et forcément, cette différence de comportement a un impact important sur la régulation. 

A noter que la première capture montre aussi que la précision des mesures est nettement plus stable et précise sur le Shelly, on a un bruit plus important dans le cas du Linky. 

Ceci dit, ces différents défauts que l'on constate sur le Linky n'ont pas beaucoup d'importante pour ce qu'on attend du Linky: qu'il serve de base à la facturation. Les trois faiblesses constatées (décalage, passe-bas et précision moindre) ne changent probablement pas de façon significative les valeurs cumulées sur les durées de facturation. Mais dans le cas du routeur, elles impliquent une réactivité possible bien moindre de la régulation. 


Comme dans le cas de mon propre régulateur, la régulation est de nouveau défaillante (retour à la case départ), je vais tenter d'implémenter une régulation expérimentale beaucoup plus simple et réactive, qui si tout va bien n'aura pas besoin de réglage de la réactivité, et qui devrait permettre aussi de déterminer automatiquement la puissance de la charge commandée par le routeur (en W). 
Si tout va bien, j'espère avoir des résultats intéressants dans le cas des  Shelly et probablement les autres dispositifs similaire. Mais j'ai moins d'espoirs pour le Linky.

[Lolo69]

Très bonne analyse sur les mesures.
La problématique n’en est pas vraiment une car avec un esp + triac/SSR tu ne pourras jamais réagir aussi vite que la mesure et la réponse du régulateur aura toujours un temps mort important par rapport à la mesure et donc tu seras toujours en opposition de phase et pour ceux qui connaissent dans le diagramme de Nyquist sur la courbe d instabilité. Il vaut donc mieux au contraire lisser la courbe de mesure sur 2 ou 3 secondes  ( dans l absolu 3 secondes de Conso en trop ou en moins cela ne se voit guère) pour arriver à stabiliser la boucle et de pouvoir y introduire avec parcimonie de l action dérivée qui permettra d anticiper les variations brusques.
Autre grande source de la problématique est la sortie .
En voulant rester simple “électroniquement” les modes decoupe multi ou train de sinus n opèrent qu avec une granularité de 1% . Ce qui fait 30 watt pour un CE de 3kw . Avec une erreur de calcul de la sortie de 1 à 2 % on a tout de suite une bonne 100aine de watt en trop ou en moins envoyés dans le CE que le régulateur va mettre plusieurs temps de cycles à rattraper.
En découpe sinus le temps de cycle étant court ça ne se voit pas trop mais avec un ssr en multi ou train de sinus cela entraine une oscillation permanente.
Une des solutions que je suis entrain de tester avec un ssr est de faire du Burst reparti avec “dithering” pour simuler les sorties en réel plutôt qu en integer.
Le principe par l exemple. Hypothèse sortie régulateur 30.6 %
On garde la partie entière 30 et on place la partie décimale 0.6 dans un intégrateur
Pour le 30 au lieu d envoyer un signal pwm 300ms high puis 700ms Low on reparti régulièrement les pulses high sur la seconde par tranche de 10 ms c est à dire 1 pulse toutes les 30ms sur 1 seconde ça fait bien nos 300 ms en tout mais la répartition lisse beaucoup la moyenne courte durée.
Pour les décimale. On fait le cumul des décimales quand le cumul atteint la valeur entière 1 ou ajoute ce 1 au nombre de pulses à envoyer. Ainsi sur 2 ou 3 secondes on aura pris en compte les décimales ce qui réduit l ondulation .
Je publierai ici la classe et les résultats graphiques pour vous montrer la différence et surtout des petits dessins qui seront plus explicites que ce long monologue qui aura perdu beaucoup de monde

[Ludovic35]

Je vois un problème dans la mesure; le Linky ne fournit pas la mesure de la puissance active; il y a la puissance apparente et le compteur d'énergie active (en Wh).
Si c'est bien une mesure de puissance active qui est faite, c'est le logiciel de mesure qui fait le calcul.
Pour juger de la performance du routeur, il faudrait prendre le résultat du calcul fait par le routeur lui-même (potentiellement, chaque dispositif peut insérer un filtrage différent). Le F1ATB fait une estimation du FP pour gagner en réactivité (l'usage du compteur d'énergie étant trop lent à proximité de 0W).

Ci-dessous un exemple de réactivité sur la mesure avec un échelon de 2000W. Pour les valeurs négatives, j'utilise mon estimateur d'injection
   

[Lolo69]

Erreur de post

[FastFrench]

@Lolo69: je me faisais la même réflexion, et avais prévu, dans un second temps, de tenter cette approche. C'est vrai que pour réduire les harmoniques, il est important de ne pas découper les alternances. Mais tant qu'on laisse passer au moins des demi-sinusoïdes complètes, ça devrait être bon. Et ça reste compatible avec les SSR doté d'un ZC (il ne conduisent qu'au début de l'alternance suivante). 
Mon approche au niveau algorithme est un peu différente, mais l'objectif est le même. 

J'envisageait deux approches possibles: 
  - soit en mode déterministe. A partir d'un instant T, on calcule d'une part la puissance déjà transmise. Et d'autre part la puissance attendue sur cette durée. Selon qu'on dépasse ou pas le seuil, on laisse passer l'alternance suivante ou pas. 
  - en mode aléatoire: en partant des mêmes données, on détermine une probabilité de laisser passer l'alternance suivante. Avec un générateur de nombres aléatoires (il y en a un hardware géré par l'ESP32), on laisse passer ou pas l'alternance. 

Le mode déterministe est plus simple à implémenter et plus simple conceptuellement. Le mode aléatoire est plus élaboré, et permet notamment de limiter la présence d'harmoniques persistantes, en commençant pas la composante continue (si on décide de découper au niveau des 1/2 sinusoïdes). 

Au-delà du mode, je vois deux paramètres à expérimenter dans cette logique: 
  - découpage par tranches de 10ms (1/2 sinusoïdes) ou 20ms (sinusoïdes complètes)
  - retard que l'on introduit entre la mesure et la réaction (il faut prendre en compte le fait que la prochaine mesure ne sera au mieux que partiellement impactée par les découpages de la période courante. Si la lecture des mesures est rapide et bien synchronisée avec le dispositif qui effectue les mesures, les découpages effectués sur une période P (1s dans le cas du Shelly) devraient impacter partiellement la mesure P+1 et totalement la mesure P+2).

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@Ludovic35: tu as tout à fait raison, le fait que le Linky ne fournisse que la puissance apparente (Ueff x Ieff, sans prendre en compte le déphasage) peut impacter l'interprétation. 

Dans mon cas, je me base sur le projet Tasmota Téléinfo, qui est à mon avis l'un des plus sérieux sur la remonté des informations TIC du Linky. 
C'est lui qui se charge de calculer le Cos Phi (j'avais essayé de le faire par moi-même, mais c'était nettement moins propre). 

Ceci dit, je ne pense pas qu'une erreur dans le cos(phi) puisse expliquer les trois faiblesses constatées sur le Linky: décalage dans le temps, passe-bas ou précision. 
En effet, il me semble que l'estimation du cos Phi est déterminée par Tasmota Téléinfo sur une plage glissante et évolue progressivement (en fait on n'a pas trop le choix que de le calculer sur une base de temps assez large). 
Et c'est un coefficient multiplicateur. Donc une erreur dans son estimation pourrait expliquer un décalage vertical (relativement) persistant entre les deux courbes (ce qu'on ne constate pas), mais pas ce que l'on voit ici (plutôt un décalage temporel et un effet d'intégration).

[Lolo69]

En fait dans mon approche je suis parti non pas sur un cycle de 1000 ms mais de 990 ms au risque de perdre une demi sinusoïde mais d éviter d être trop synchro avec le 50 hz au risque d avoir le pulse toujours au mauvais instant du fait que je n’ai pas mis l électronique de détection ZC et que je utilise un ssr zc interne. Je n ai plus les yeux pour faire des montages électronique sans faire des pâtés

[suisk1ptitmotard]

C'est très intéressant tout ce que vous dites même si je n'ai pas tout compris. J'aurais une question qui serait plus ou moins en rapport avec la réactivité. L'interrogation serait sur la précision de la mesure entre Shelly tic uxl pour une petite installation, le talon énergétique chez moi est d'environ 200w ou 360w pour la période de piscine avec une installation de 2 panneaux bifaciaux 520w. Merci d'avance pour vos retour

[Lolo69]

En terme de précision tous les modes de mesures le sont. La différence se situe autour de la durée d échantillonnage.
Il y a plusieurs critères à prendre en compte pour choisir le type de mesure le plus approprié à ton cas.
- proximité du linky avec ton tableau électrique
- proximité de l appareil que tu souhaites router avec ton tableau électrique
- si c est un CE est ce thermostat électrique ou électronique
- place dispo dans ton tableau électrique
- niveau de compétence en montage électronique
- budget très serré ou un peu plus souple.

Sur ce forum tu vas croiser plein de monde qui va argumenter que sa solution est meilleure, moi je crois qu ‘il n y a pas LA solution meilleure que toutes mais André a fourni un choix large pour s adapter aux différents cas de figures et objectifs de chacun.
Réponds aux critères énoncés ci dessus et on pourra t aider à choisir.

[suisk1ptitmotard]

Dans l'idéal réussir à faire fonctionner la tic en standard sur mon raspberry pi et domoticz (plugins téléinfo) pour garder le suivit que j'ai depuis des années. Ça fonctionne actuellement uniquement en historique, j'attends un autre module pour remplacer le montage actuel. Un second device esp32eth rms avec la tic si ça veut bien pour mettre à disposition l'information à un second rms en eth. Mon intérêt serait la précision et ou la réactivité pour ne pas consommer inutilement n'y injecté. Pour le moment c'est un radiateur soufflant de récup pour ce faire la main. Tout est accessible et proche à moins d'un mètre cinquante de diamètre. Merci pour les conseils