Bachelor's Thesis

Software Tool for Submeter Data Acquisition for PV Inverters

Final Thesis 8.44 MB Appendix 317.94 kB

Author of thesis: Vojtěch Trunda

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Lukáš Benešl, Ph.D.

Reviewer: Ing. Antonín Bohačík

Abstract:

The photovoltaic power plants need a stable communication channel between submeter and inverter to manage exports to the distribution grid. Sometimes, conventional methods such as cable connection or manufacturer made wireless bridges are not really feasible options. To make an alternative, a Multi-RCAT unit with more communication standards is being developed, that should allow stable communication under the harshest conditions.
The main point of this work is a creation of diagnostic tool for communication with submeters using the Modbus protocol, that is also going to help with its implementation to the unit. The development of the tool was preceded by a brief analysis of selected photovoltaic inverters, with a focus on their communication with electricity meters. Four of the supported electricity meters were selected for a more detailed analysis. The paper also explains why existing tools are insufficient for diagnostics and which of their shortcomings this work aims to address. Last but not least, the tool was tested in real world scenario and was benchmarked against theoretical transfer speeds, whether it meets the requirements for fast and reliable communication.

Keywords:

diagnostic tool, Modbus, Multi-RCAT, photovoltaic inverter, pymodbus, Python, RS-485, submeter

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky: 1) Jakým způsobem Váš program validuje JSON soubory, aby se předešlo chybám při zadání nesprávného datového typu či adresy? 2) Bylo nutné při testování tří paralelních elektroměrů použít zakončovací odpory sběrnice RS-485, nebo se chybovost přenosu nezvýšila? 3) Obsahuje grafické rozhraní ochranu (např. potvrzovací dialog), která brání neúmyslnému zápisu nevalidních hodnot a poškození konfigurace zařízení? 4) Načo sú potrebné zakončovacie odpory? 5) Ako funguje detekcia elektromeru?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Telecommunication and Information Systems (BPC-TLI)

Composition of Committee

prof. Ing. Dan Komosný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. David Kubánek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Pavel Vajsar, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Kohoutek, Ph.D. (člen)
Ing. Ondřej Mokrý, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Benešl, Ph.D. (člen)
Ing. Ondřej Klíčník (člen)

Supervisor’s report
Ing. Lukáš Benešl, Ph.D.

Zadání práce bylo splněno v celém rozsahu. BP je logicky strukturována a členění kapitol je přirozené – od teoretického rozboru komunikačních protokolů přes rešerši střídačů a elektroměrů až po popis vlastního řešení a testování. Text je čtivý a student se evidentně orientuje v dané problematice. Rozsah práce je přiměřený zadání. V textu vyskytují drobné stylistické nedokonalosti a nerovnoměrná hloubka zpracování jednotlivých kapitol.
Po formální stránce je práce na dobré úrovni. Jazykový projev je srozumitelný, terminologie je v zásadě správně užívána. Výhradu lze vznést k občasnému výskytu hovorových formulací v odborném textu. Student pracoval s relevantními zdroji, využil jak oficiální specifikace protokolů (Modbus, M-Bus, DLMS/COSEM), tak technické listy konkrétních zařízení. Praktický výstup práce – nástroj metertool – je funkční a reálně využitelný. Nástroj byl ověřen jak na testovacím přípravku, tak v reálném laboratorním zapojení se střídačem SolaX a elektroměrem Eastron SDM630. Za zvlášť přínosný lze považovat objev a dokumentaci detekčního mechanismu elektroměru (handshake při inicializaci komunikace střídač–elektroměr), který nebyl dohledatelně nikde popsán. Výsledky jsou aplikovatelné v dalším vývoji jednotky Multi-RCAT.
Student pracoval samostatně a projevoval zájem o řešenou problematiku. Konzultace probíhaly pravidelně, student přicházel s konkrétními dotazy a průběžně prezentoval dosažené výsledky. Dílčí obtíže s implementací řešil vlastní iniciativou.
Celkově hodnotím jako práci velmi zdařilou a hodnotím stupněm A-90 bodů. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Antonín Bohačík

Student se ve své bakalářské práci zabýval analýzou komunikačních rozhraní podružných elektroměrů a návrhem softwarového nástroje pro jejich diagnostiku a integraci do fotovoltaických systémů. Práce je po stránce prezentační na dobré úrovni a její rozsah považuji za odpovídající požadavkům kladeným na bakalářskou práci. Text je převážně psán srozumitelně, ačkoliv za méně vhodné považuji časté členění do velmi krátkých odstavců. V textu se rovněž místy objevují formulace, které nepůsobí zcela odborným dojmem.

Teoretická část poskytuje přehled relevantních komunikačních protokolů, elektroměrů i fotovoltaických střídačů. Jednotlivé technologie jsou popsány dostatečně, avšak postrádal jsem jejich přehlednější vzájemné srovnání včetně výhod a nevýhod jednotlivých přístupů. V praktické části mi rovněž chyběla podrobnější schémata zapojení použitých při měření a testování. Práce s literaturou je na dobré úrovni a počet použitých zdrojů považuji za dostatečný. Převládají však technické dokumentace a manuály nad odbornými publikacemi, což je vzhledem k charakteru řešené problematiky do určité míry pochopitelné. Za hlavní přínos práce považuji vytvoření funkčního a prakticky využitelného softwarového nástroje. Oceňuji zejména modulární návrh řešení. Pozitivně hodnotím také provedené testování v laboratorních i reálných podmínkách a snahu o kvantitativní vyhodnocení komunikačních vlastností. Výsledné řešení považuji za kvalitní a využitelné pro další vývoj i praktické nasazení.

Práce splnila stanovené cíle a představuje přínosný výstup s potenciálem dalšího využití. S ohledem na celkovou úroveň zpracování, kvalitu vytvořeného řešení a uvedené připomínky hodnotím práci známkou B a uděluji 88 bodů. Topics for thesis defence:
  1. Jakým způsobem Váš program validuje JSON soubory, aby se předešlo chybám při zadání nesprávného datového typu či adresy?
  2. Bylo nutné při testování tří paralelních elektroměrů použít zakončovací odpory sběrnice RS-485, nebo se chybovost přenosu nezvýšila?
  3. Obsahuje grafické rozhraní ochranu (např. potvrzovací dialog), která brání neúmyslnému zápisu nevalidních hodnot a poškození konfigurace zařízení?
Points proposed by reviewer: 88

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová