Análise e controle de um grupo de conversores CC-CC interleaved bidirecionais em cascata para aplicações grid-to-vehicle e vehicle-to-grid

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Leal, Wagner Coelho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: grid-to-vehicle; vehicle-to-grid; bidirectional electric vehicle charging station; conversor CC-CC interleaved; DC microgrids; electric vehicles; eletroposto bidirecional; interleaved DC-DC converter; microrredes CC; veículos elétricos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-15092020-100031/

Nesta dissertação são apresentados dois conversores CC-CC interleaved bidirecionais, ambos acoplados por meio de um capacitor central, caracterizando uma estrutura em cascata. A entrada dessa estrutura eletrônica funciona como um ponto de conexão entre a estação de recarga e a bateria do veículo elétrico. Enquanto na outra extremidade encontra-se as conexões do link CC de uma microrrede (eletroposto bidirecional). Assim, a dissertação propõe uma alternativa para determinar um único modelo matemático que representa ambos conversores acoplados, analisando as comutações dos semicondutores de ambos conversores simultaneamente. Por meio desse modelo, a segunda proposta deste trabalho é permitir a bateria do veículo regular a tensão do link CC - aplicando malhas de controladores PI - em condições de ilhamento ou quando não há energia suficiente proveniente das outras fontes da microrrede. Desse modo, esta regulação permite o balanço de potência no link CC, além de utilizar os conceitos Grid-To-Vehicle (G2V) e VehicleTo-Grid (V2G), absorvendo ou fornecendo energia para a rede de distribuição. Como complemento, o trabalho também propõe uma segunda alternativa para essa regulação, inserindo a função adaptativa SoC-sharing nas malhas de controle de um dos conversores, assim como na primeira proposta de regulação. Essa função permite ajustar a corrente da bateria durante a carga/descarga do veículo conforme seu estado de carga e o erro de tensão no link CC, possibilitando um novo balanço energético entre a bateria e as outras fontes da microrrede. Análises de estabilidade e simulações foram desenvolvidas para validar o modelo matemático e as duas alternativas de regulação de tensão propostas.