Arquitectura SoC para la Implementación de Técnicas NILM en Contadores Inteligentes

Abstract

En las últimas décadas, con el desarrollo a nivel mundial de las redes inteligentes de energía, los contadores inteligentes (Smart Meters) se han convertido en una pieza clave en un gran número de aplicaciones y servicios finales ofrecidos a los usuarios, principalmente debido a su capacidad para medir en tiempo real la energía consumida en una vivienda. La disponibilidad de estas medidas ha llevado al desarrollo de técnicas para la monitorización de cargas de forma no intrusiva (NILM, Non-Intrusive Load Monitoring), en aras de una mayor eficiencia energética, o incluso en aplicaciones para la supervisión de la vida independiente en personas de avanzada edad. El rendimiento y los resultados finales que pueden obtener las técnicas NILM en la desagregación de la energía dependen en gran medida de la frecuencia de muestreo existente en el contador inteligente, y el tipo de análisis realizado posteriormente. En este sentido, cuanto mayor sea esta frecuencia, mejor suele ser la identificación de las cargas, pero también implica una mayor carga computacional. Por ello, este trabajo presenta el diseño de una arquitectura SoC (System-on-Chip) basada en un dispositivo FPGA (Field-Programmable Gate Array) para la implementación de técnicas NILM en un contador inteligente, capaz de manejar el flujo de datos a elevadas frecuencias de muestreo e implementar las sucesivas tareas del procesamiento de señal necesarias para identificar las cargas. Los resultados experimentales mostrados han permitido validar, preliminar y satisfactoriamente, la propuesta.