Modelagem e controle do conversor Dual Active Bridge (DAB) aplicado ao gerenciamento da entrega de energia de um banco de baterias
Abstract
Este trabalho tem por objetivo projetar e analisar um sistema capaz de drenar a energia
armazenada em bancos baterias, ou ESS (do inglês, Energy Store System), suprindo a demanda
de um barramento que emula o Sistema Elétrico de Potência (SEP), a partir da utilização do
conversor CC-CC bidirecional Dual Active Bridge (DAB). Para motivação ao estudo de caso é
realizado o levantamento da matriz energética com ênfase na geração de energia elétrica a partir
da inserção de fontes de energias renováveis, veículos elétricos, smart grids conectado ao SEP
existente, com o emprego de conversores CC-CC para gerenciar a energia entre esses e o ESS. No
estudo do conversor DAB são analisadas as principais características no processo do fluxo reverso,
como o sentido das correntes que circulam no circuito durante as etapas de operação. A partir
do modelo médio linearizado para pequenos sinais que representa o conversor, considerando
a adição de um filtro indutivo, serão analisadas as respostas no domínio da frequência das
funções de transferências em malha aberta para atribuir em cada planta os compensadores de
acordo com especificações do projeto. Dois controles distintos são aplicados, um para manter
a tensão constante no barramento CC e outro para manter a corrente de descarga das baterias
constante, sendo atribuído aos controladores respostas dinâmicas de lenta atuação a qualquer
distúrbio, uma vez que a dinâmica de entrega de energia pelas baterias é considerada lenta. Para
resultados experimentais, inicialmente é conectada uma fonte de tensão CC capaz de emular os
mesmos níveis de energia que o banco de baterias fornece, então conecta-se ao conversor DAB
um arranjo de cargas resistivas de 320
que impõe a potência de 500W no barramento CC. São
obtidos os resultados em malha aberta para comprovação do funcionamento do conversor, logo
após são fechadas as malhas e aplicados distúrbios na referência e na carga. Por fim, o banco
de baterias é conectado e a descarga total é feita, no primeiro momento aplicando o controle
mantendo a tensão constante no barramento CC e no segundo mantendo a corrente de descarga
constante. Diante dessas características, são apresentados todos os resultados durante o processo
de descarga das baterias.
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