电动汽车直流快速充电站的故障分析与保护研究

发布时间：2021-04-08 10:42

　　充电站是电动汽车的配套服务设施,其建设与发展水平对于电动汽车规模化、产业化的进程至关重要。不同于其他分散布置的充电设施,充电站的规划运营更受限于用户充电行为习惯等因素,因此,大功率快速充电方式更加适合这种集中充电场所。相比于交流供电方式的充电站,直流（型）快速充电站具有电能变换等级少、便于光伏和储能直流型分布式电源接入等优势,成为了近年来的关注热点。关于直流充电站的研究仍处于初步阶段,缺乏有效的保护解决方案是目前限制直流快速充电站推广应用的主要屏障之一，亟需开展相关研究。本文从故障传播特性、故障特征分析、保护方法方案三个层面逐步深入,研究直流充电站的故障特性及相应保护方法,以期为直流快速充电站的保护设计与实现提供参考依据和理论支撑。作为故障分析和保护研究的基础,首先研究直流充电站的构成与建模。依据系统关键设备组成,对交流电源、入网换流器、直流充电机和汽车电池负荷的拓扑结构和控制策略进行了深入分析。参照现有充电站的技术标准,基于Simulink平台搭建了直流充电站的电磁暂态模型,通过仿真对系统运行特性和模型控制方式进行测试验证。AC/DC入网换流器是充电站和交流侧配网之间的接口,其故障响... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 电动汽车充电站的发展现状
    1.3 直流供配电系统保护的研究现状
    1.4 本文研究内容
2 电动汽车直流充电站建模
    2.1 直流充电站的系统构成
    2.2 直流充电站的模型搭建
        2.2.1 交流电源
        2.2.2 入网换流器
        2.2.3 直流充电机
        2.2.4 动力电池
    2.3 充电站模型的仿真测试
    2.4 本章小结
3 充电站交直流侧的故障传播特性
    3.1 入网换流器直流侧故障响应分析
        3.1.1 直流侧极间短路故障
        3.1.2 直流侧极地故障
    3.2 入网换流器交流侧故障响应分析
        3.2.1 交流侧发生三相短路故障
        3.2.2 交流侧发生不对称故障
    3.3 影响因素分析
        3.3.1 直流侧故障电阻的影响
        3.3.2 入网换流器拓扑结构的影响
    3.4 本章小结
4 充电站直流系统故障特征分析
    4.1 充电站直流侧故障类型与分区
    4.2 充电机DC/DC变换器的极间故障特性
    4.3 直流极间故障电流回路分析
        4.3.1 故障电流回路构成
        4.3.2 各回路故障电流特征分析
    4.4 故障特征分析
        4.4.1 母线故障与支路故障的特征对比分析
        4.4.2 充电站故障特征量分析
    4.5 本章小结
5 直流充电站的保护方法及配置方案
    5.1 直流充电站的保护要求
    5.2 直流故障限流保护方法
        5.2.1 基于电容直流断路器的限流保护方法
        5.2.2 其他直流限流方法
    5.3 基于通信的快速直流保护方法
        5.3.1 现有直流保护思路及原理
        5.3.2 保护流程及原理
        5.3.3 仿真验证
    5.4 直流充电站系统保护配置
    5.5 本章小结
6 总结与展望
参考文献
附录A
附录B
作者简介及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3125397