Projectes de recerca competitius finançats per entitats externes
Modelado y Control de Convertidores AC/DC Trifásicos Bidireccionales
| Acrònim | MCC-AC/DC-TriBi |
|---|---|
| Títol projecte | Modelado y Control de Convertidores AC/DC Trifásicos Bidireccionales |
| Referència externa | PID2025-168265OB-I00 |
| Descripció/abstract | La descarbonización de la economía, como respuesta a la crisis climática, exige sustituir los vehículos de combustión interna y las centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles. La integración masiva de energía eléctrica procedente de fuentes renovables, como la solar y la eólica, requiere sistemas de almacenamiento que permitan aprovechar todo su potencial. En este contexto, los sistemas de almacenamiento en baterías, incluyendo baterías estacionarias y vehículos eléctricos conectados a la red, se han consolidado como la opción preferida para suavizar los picos de demanda diaria y mejorar la flexibilidad del sistema eléctrico. Estos recursos distribuidos contribuyen además a garantizar la estabilidad de la red. Para ello, los convertidores AC/DC bidireccionales que interconectan baterías y red deben incorporar estrategias de control avanzadas que aseguren eficiencia, estabilidad y cumplimiento de los estándares de calidad de la energía. Las continuas mejoras en los dispositivos electrónicos de conmutación y en la capacidad de cálculo de los sistemas digitales de control están impulsando el desarrollo de nuevas topologías de convertidores conmutados, caracterizadas por una mayor eficiencia, pero también por una mayor complejidad. El diseño de los sistemas de control para estas topologías requiere modelos simplificados que permitan analizar su comportamiento dinámico, nuevos métodos de control digital adaptados a estas arquitecturas y modelos detallados orientados a la verificación mediante simulación. El objetivo de este proyecto es contribuir, mediante el modelado y el control avanzado, al diseño de convertidores AC/DC trifásicos bidireccionales que permitan que los sistemas de almacenamiento en baterías sean más eficientes y que la red eléctrica, con su integración, sea más flexible y estable. Los convertidores AC/DC trifásicos que se analizarán deberán incorporar aislamiento galvánico, admitir un amplio rango de tensiones de batería y reducir el uso de condensadores electrolíticos. En el caso de los cargadores embarcados en vehículos eléctricos, deberán ser capaces de reconfigurarse para conexión monofásica y funcionar en modo aislado alimentando cargas no lineales. Nuestra hipótesis es que el modelado de estos convertidores, junto con nuevas técnicas de control, permitirá reducir el estrés de tensión y corriente en los interruptores, operar con conmutación suave en un mayor rango de tensiones y potencias, controlar la potencia activa de forma bidireccional con mínima distorsión y gestionar la potencia reactiva, todo ello manteniendo un funcionamiento estable en todos los puntos de trabajo, incluyendo los efectos dinámicos de los filtros y las posibles perturbaciones en la red. Se realizará una comparativa de las topologías publicadas para seleccionar las más prometedoras. Se estudiarán en profundidad dos casos: una solución con dos etapas, un convertidor AC/DC seguido de una etapa DC/DC con aislamiento, y otra con una sola etapa AC/DC que incluya el transformador de aislamiento. En cada caso se diseñarán y construirán prototipos de 2 kW que permitan validar experimentalmente los modelos desarrollados y los algoritmos de control propuestos. |
| Entitat finançadora | MINISTERIO DE CIENCIA, INNOVACION Y UNIVERSIDADES |
| Convocatòria | Ayudas a «Proyectos de Generación de Conocimiento» y a actuaciones para la formación de personal investigador predoctoral asociadas a dichos proyectos, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2024-2027. Any 2025 |
| Data inici | 01-09-2026 |
| Data fi | 31-08-2029 |
| Departament/IP | Eng. Electrònica, Elèctrica i Automàtica/CALVENTE CALVO, FRANCISCO JAVIER; VIDAL IDIARTE, ENRIC |
| Àmbit | Nacional |
| Estat | En execució |
