EMBEDDED SYSTEM FOR EMULATING PHOTOVOLTAIC MODULES

• Main Authors: RENAN GABRIEL QUIJANO CETINA, ALEJANDRO ARTURO CASTILLO ATOCHE, ORLANDO PALMA MARRUFO
• Format: Patent
• Language: English; Spanish
• Published: 11.02.2019
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CALCULATING; COMPUTING; COUNTING; ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; PHYSICS; SEMICONDUCTOR DEVICES

The present invention refers to a prototype based on a reconfigurable digital architecture that emulates the behavior of Photovoltaic Modules for different environmental uncertainties, which generates the levels I-V and P-V corresponding to the panel configuration. The invention has a graphic user interface, where the following parameters may be selected: the variables of different photovoltaic modules, the number of cells of each module, as well as the temperature and irradiance variables of the environment. Once the parameters are selected, the architecture of the prototype in a field programmable gate array (FPGA) is reconfigured. The architecture in the FPGA is dynamically reconfigured in real time, adapting its structure to different configurations. The invention consists in designing, analyzing and evaluating in real time, algorithms for tracking the maximum point of power transference (MPPT), also including the design and tests of micro-inverters, modeling and analysis of perfo rmance of MFV, development of load controllers, control tests for micro electric networks and intelligent electric networks. La presente invención se refiere a un prototipo basado en una arquitectura digital reconfigurable que emula el comportamiento de módulos fotovoltaicos para diferentes perturbaciones del medio ambiente, generando las curvas características de I-V y de P-V correspondientes a la configuración del panel. Esta invención tiene una interfaz gráfica de usuario, en donde se pueden seleccionar lo siguiente: las variables de diferentes modelos fotovoltaicos, el número de celadas de cada módulo, así como las variables de temperatura e irradiancia del medio ambiente. Una vez seleccionados los características del sistema emulador, se reconfigura la arquitectura del prototipo en un arreglo de compuertas lógicas programable en el campo (FPGA). Inclusive, la arquitectura en el FPGA es reconfigurada dinámicamente en tiempo real, adaptando su estructura para diferentes configuraciones. La utilidad de esta invención consiste en diseñar, analizar y evaluar en tiempo real algoritmos de seguimiento del punto de máxima transferencia de potencia (MPPT), diseño y pruebas de micro-inversores, modelado y análisis de desempeño de MFVs, desarrollo de controladores de carga, pruebas de control para micro-redes eléctricas y redes eléctricas inteligentes.