Control de la tensión en un punto de la red de distribución aplicando el concepto Vehicle to Grid (V2G) mediante la utilización de los equipos de almacenamiento energético disponible en el laboratorio de Micro-Red de la Universidad de Cuenca: Simulación y validación experimental
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Date
2024-01-04
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Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
This academic article begins with a brief analysis of the characteristics of electric vehicles and
the equipment used in the battery charging process. Furthermore, it provides an overview of
the state of electromobility in Ecuador and examines the performance of Vehicle-to-Grid (V2G)
technology for enhancing energy quality. The main focus of this research is to develop a
voltage control method at a low-voltage electrical network connection point using the charging
components of an electric vehicle. Simulink software simulation applies the necessary theory
to emulate the equations and electrical components involved, using a Proportional-Integral
controller as the control method. For experimental validation, resources from the University of
Cuenca's microgrid lab are used, emulating the network with power from feeder 0523, the
EV's load with programmable load, the charging station with a bidirectional inverter, and the
EV's storage system with a lithium battery. This approach is complemented by a MATLAB
routine linked to SCADA for the inverter's reactive power control based on a PI controller.
Graphic results for both simulation and experimental validation are presented. It concludes
that the proposed method effectively maintains voltage within regulatory limits without
significantly discharging the battery, ensuring no negative impact on the EV's storage system's
longevity.
Resumen
Este artículo académico presenta, en primera instancia, un breve análisis de las
características de los vehículos eléctricos y de los equipos que se usan en el proceso de
carga de sus baterías. Además, se ofrece un panorama de la electromovilidad en Ecuador y
se examina las prestaciones de la tecnología V2G para el mejoramiento de la calidad de la
energía. El enfoque principal de esta investigación es el desarrollo de un método de control
de tensión en un punto de conexión de la red eléctrica de baja tensión, usando los
componentes de carga de un vehículo eléctrico. Mediante la simulación en la herramienta
Simulink de Matlab, se aplica la teoría necesaria para emular las ecuaciones y componentes
eléctricos involucrados, utilizando un controlador proporcional-integral como método de
control. Para la validación experimental, se utilizan recursos del laboratorio de Micro-Red de
la Universidad de Cuenca, emulando la red con la alimentación proveniente del alimentador
0523, la carga del VE con la unidad de carga programable, la estación de carga con un
inversor bidireccional y el sistema de almacenamiento del VE con una batería de litio. Como
método de control se implementó una rutina de MATLAB vinculada al sistema SCADA para
controlar la potencia reactiva entregada por el inversor, misma que es basada en un
controlador PI. Se concluye que el método propuesto mantiene efectivamente la tensión
dentro de los límites normativos y no descarga significativamente la batería, asegurando que
no hay impacto negativo en la longevidad del sistema de almacenamiento del VE.
Keywords
Ingeniería Eléctrica, Electromovilidad, Vehículos eléctricos
Citation
Código de tesis
TE;513
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Eléctrico