Implementación en FPGA de un módulo lineal de estimación de parámetros eléctricos para un sistema fotovoltaico (PVS)

Abstract

Este artículo presenta el análisis y evaluación de la implementación FPGA de un modelo adaptativo lineal para la estimación de parámetros eléctricos linealizados. Estos parámetros pueden provenir, por ejemplo, de modelos no lineales requeridos para el monitoreo de la eficiencia o el control de lazo cerrado de sistemas complejos, con necesidades de velocidad de procesamiento no alcanzables por sistemas embebidos tradicionales (en el orden de una mega muestra por segundo o más). El modelo implementado se compone de un juego de ecuaciones que se han derivado de una aproximación  basada en el solucionador numérico típico de Euler para ecuaciones diferenciales. En el caso acá presentado, los parámetros representan el comportamiento dinámico de un panel generador fotovoltaico. El objetivo del modelo es evaluar el desempeño de algoritmos distribuidos de búsqueda del punto de máxima potencia, a partir de una única ecuación que describe su relación voltaje-corriente. El algoritmo se evalúa primero usando una descripción Verilog a nivel de transferencia de registros (RTL), y luego se prueba sobre una FPGA comercial, con datos generados desde un modelo dorado de alto nivel. La validación final sobre herramientas automatizadas de diseño electrónico de circuitos integrados (EDA) muestran que el diseño no es solo viable para portarse a una tecnología CMOS comercial, sino que es eficiente en términos de velocidad de procesamiento y consumo de potencia. Dicha eficiencia lo hace adecuado para el monitoreo y control de paneles solares interconectados.