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电动汽车充放电站的故障分析与保护控制研究
| 论文题名： | 电动汽车充放电站的故障分析与保护控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;充放电站;故障分析;控制策略 |
| 摘要： | 电动汽车以电能代替燃油，清洁环保无排放，是实现清洁替代、缓解能源危机的重要环节。电动汽车的大规模发展带动了配套充电桩、充电站的建设。直流型电动汽车充放电站结构紧凑，变换等级少，能够快速、大功率地实现动力电池的充放电功能;可双向调控电网与电池能量的流动，满足大规模电动汽车V2G技术的应用;有利于分布式新能源（光伏发电、储能站等）接入电网，具有较好的经济性和适用性，已成为研究热点。然而，充放电站作为交直流变换的交汇处，含有大量电力电子装备，站内故障传播更为复杂，需要综合考虑交直流线路的配合问题，需要更有效的保护设计。因此，本文在考虑到换流器等电力电子设备的控制策略的条件下，对电动汽车充放电站作故障分析，总结其故障特征，研究适合站点的保护方法，为电动汽车充放电站的大规模发展应用和保护设计提供理论支撑。 本文首先比较了电动汽车充电站的基本分类，确定直流供电方式的优越性和实用性;分析了直流供电的充放电站的物理机构组成及运行控制结构，在PSCAD/EMTDC仿真软件上建立了充放电站系统中的AC/DC变换器模块、DC/DC变换器模块、动力电池模块的电路模型，并以上述仿真系统为基础，提出了一种充放电站工作模式的选择切换方法。其次，从电力电子元件层面分析了站内对称性短路故障（交流侧三相短路和直流极间短路故障）的动态过程，总结其故障特征并推导出故障电压电流的计算方法;对于不对称故障，研究了控制策略对故障电流的影响，推导出考虑电力电子装置控制策略的短路电流计算方法，从机理上分析了站内故障后交直流侧谐波产生的原因;在PSCAD模型中仿真分析了各种故障工况，验证了推导的正确性。最后，总结了充放电站的保护要求，基于故障分析结果，分别针对交流侧和直流侧的短路故障特点提出相应的保护方案。 |
| 作者： | 徐歌 |
| 专业： | 电气工程；电力系统及其自动化 |
| 导师： | 肖仕武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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