FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / This work aims to quantify the impact in the steady state operation of a distribution system when electric vehicles are connected. It is worth noting that the connection of them may cause significant changes in the voltage profile, in the degree of voltage unbalance and in the electrical losses of the system. In order to make this analysis, a three-phase power flow program was developed in MATLAB language. This program is based on the Ladder Iterative Technique and it contains models of overhead distribution lines, underground distribution lines, spot loads, distributed loads connected in wye and delta, step voltage regulators, capacitor banks, three-phase transformers and the model of an electric vehicle. This model allows simulation of a real electric vehicle of model Tesla Roadster, produced by Tesla Motors. The test system used in all simulations was the IEEE 13 bus. Moreover, the methodology consisted in simulate the system with the voltage regulator and without the voltage regulator under heavy load and light load conditions. The electric vehicle was connected to a specific systemâs bus and it were considered that it could work as a load or as a distributed generator with or without positive sequence voltage control. Constants configurations of the electric vehicles were considered for the heavy load and light load cases. The results of the simulations reveal there was voltage violation due to the connection of electric vehicles acting as loads in the test system under heavy load conditions without voltage regulator. When they operate as generators, they can maintain the voltage unbalance under the allowed 2%, turning the systemâs voltages more balanced. There were significant reductions when the electric vehicles acted as a load (71.1%) and as generator (77.5%) on the total real power losses when the system operated with voltage regulator on the substation and the electric vehicles operated with positive sequence voltage control (specified at 1,0 pu). / Este trabalho tem o objetivo de quantificar o impacto da conexÃo de veÃculos elÃtricos na operaÃÃo em regime permanente de um sistema de distribuiÃÃo. à visto que a conexÃo dos mesmos pode causar mudanÃas significativas no perfil de tensÃes, no grau de desequilÃbrio de tensÃo e nas perdas elÃtricas do sistema. Para realizar essa anÃlise, desenvolveu-se um programa de fluxo de potÃncia trifÃsico na linguagem MATLAB. O programa à baseado na tÃcnica iterativa de escada. Foram implementados nesse programa modelos de linhas de distribuiÃÃo aÃreas e subterrÃneas, modelos de cargas concentradas e distribuÃdas conectadas em delta e em estrela, modelos de reguladores de tensÃo, modelos de banco de capacitores, modelo de transformadores trifÃsicos e o modelo do veÃculo elÃtrico. Esse modelo permite simular o veÃculo elÃtrico Tesla Roadster da Tesla Motors. O sistema teste utilizado em todas as simulaÃÃes foi o sistema IEEE 13 barras. A metodologia utilizada consistiu em simular o sistema sem regulador de tensÃo e com o regulador de tensÃo, em carga pesada e em carga leve. O veÃculo elÃtrico foi conectado a uma barra do sistema e considerou-se que o mesmo podia funcionar como carga ou gerador distribuÃdo sem e com controle de tensÃo de sequÃncia positiva no ponto de conexÃo. Adotou-se disposiÃÃes constantes de veÃculos elÃtricos para os casos de carga pesada e carga leve. Os resultados das simulaÃÃes revelam que houve violaÃÃo de tensÃo devido à inserÃÃo de veÃculos elÃtricos atuando como carga no sistema teste em carga pesada sem regulador de tensÃo. Jà quando operam como gerador, os veÃculos elÃtricos diminuem o grau de desequilÃbrio em mÃdia, podendo mantÃ-lo abaixo do limite permitido de 2 %, tornando assim as tensÃes das barras trifÃsicas do sistema mais equilibradas. Houve reduÃÃes significativas quando os veÃculos elÃtricos atuaram como carga (71,1 %) e como gerador (77,5 %) na perda de potÃncia ativa total do sistema quando o sistema operou com regulador de tensÃo na subestaÃÃo e os veÃculos elÃtricos operaram com controle de tensÃo de sequÃncia positiva (especificada em 1,0 pu).

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work presents a study and design of an electronic power converter topology for on-board application in a battery charger for plug-in electric vehicles. The proposed topology is based on AC-DC converter Buck+Boost, which one is very attractive for this application due to its buck and boost characteristics in a single-stage power processing. Furthermore, this topology presents reduced weight and volume, since there is no transformer and only few components are presented in its structure. A theoretical study is performed through of qualitative and quantitative analysis, besides it is investigated the switching process and losses in the converter components. It is also performed a design example of a battery charger with rated output power of 1 kW, input voltage 220 Vac RMS and output voltage of 162 Vdc, corresponding to 12 batteries connected in series. A prototype for the indicated specifications was constructed in laboratory and tested experimentally. The simulation and experimental results obtained are used to validate the theoretical analysis and design. For rated load, it was obtained an efficiency of 96.5% and a power factor of 0.992, thus showing the effectiveness of the proposed converter. / Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de uma topologia de conversor eletrÃnico de potÃncia para a aplicaÃÃo embarcada em um carregador de baterias para veÃculos elÃtricos recarregÃveis atravÃs da rede elÃtrica. A topologia escolhida à baseada no conversor CA-CC Buck+Boost, onde a mesma torna-se bastante atrativa para este tipo de aplicaÃÃo por apresentar as caracterÃsticas elevadora e abaixadora de tensÃo em um Ãnico estÃgio de processamento de energia. AlÃm disso, esta topologia apresenta reduzido volume e peso, devido ao fato de nÃo apresentar transformador e possuir poucos componentes em sua estrutura. Um estudo teÃrico à realizado atravÃs das anÃlises qualitativa e quantitativa, alÃm das anÃlises do processo de comutaÃÃo e das perdas nos componentes do conversor. Neste trabalho à realizado um exemplo de projeto do carregador de baterias para aplicaÃÃo em veÃculos elÃtricos de 1 kW de potÃncia de saÃda, tensÃo de entrada eficaz de 220 Vca e tensÃo de saÃda de 162 Vcc, correspondente a 12 baterias conectadas em sÃrie. Um protÃtipo com as especificaÃÃes indicadas foi construÃdo e testado experimentalmente em laboratÃrio. Os resultados de simulaÃÃo e experimentais obtidos validaram a anÃlise teÃrica e o projeto realizado. Para carga nominal, foi obtido rendimento de 96,5% e fator de potÃncia de 0,992, comprovando assim o funcionamento da topologia utilizada.