Estudo de um conversor ressonante bidirecional isolado baseado na topologia LLC

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Coimbra, João Paulo Macedo
• Orientador(a): Almeida, Pedro Santos
• Banca de defesa: Morais, Lenin Martins Ferreira , Braga, Henrique Antônio Carvalho , Barbosa, Pedro Gomes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fontes renováveis de energia; Nanorredes; Sistemas de armazenamento de energia; Banco de baterias; Conversor bidirecional CC-CC; Comutação-suave; Meia-ponte ressonante LLC série-paralelo isolado; Renewable power sources; Nanogrids; Power storage systems; Battery bank; DCDC bidirectional converter; Soft-switching; Isolated Bidirectional LLC Resonant Half-Bridge
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/8278

A crescente demanda de energia elétrica pela sociedade tem feito com que se busque novas formas de geração, exigindo um aumento da participação das fontes renováveis de energia na matriz energética global, dadas as restrições ambientais. Desse forma, as redes inteligentes de energia introduzem conceitos no sistema elétrico, como microrredes e nanorredes, as quais possuem sua geração baseada em fontes renováveis como eólica e solar. A produção de energia por essas fontes está atrelada a fatores naturais como irradiação solar e vento, o que leva à necessidade de sistemas de armazenamento de energia em banco de baterias para garantir o fornecimento à nanorrede com baixa ou nenhuma dependência da rede elétrica de distribuição. Neste contexto, este trabalho apresenta um estudo acerca de um conversor bidirecional CC-CC, para interface entre sistema de armazenamento de energia e barramento CC de uma nanorrede. Este conversor possui a finalidade do controle de fluxo de potência entre estes elementos, seja carregando o banco de baterias de 24V (modo direto) ou mantendo a tensão de 380V no barramento CC (modo reverso). Diante de várias topologias bidirecionais, foi escolhido um conversor a base de uma estrutura ressonante. Estes conversores caracterizam-se por processar energia com comutação suave nos interruptores eletrônicos. Dentre as várias topologias ressonantes, o conversor Meia-Ponte ressonante LLC série-paralelo isolado foi escolhido, adaptando-o para sua estrutura bidirecional, levando a uma topologia pouco explorada na literatura. A estrutura da nanorrede é apresentada e testes são realizados para análise do desempenho do conversor nos modos direto e reverso.