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。