近年来城乡电网中使用感性负荷越来越多，无功补偿技术在各个低压配电网的公用配变中越来越得到广泛应用。但当前的无功补偿设备存在一些缺点，研制小型化、模块化、智能化、保护功能齐全、可靠性高的无功补偿设备，对于城乡电网建设和改造具有重要意义。论文分析了无功补偿装置在实际应用中的缺点和不足，通过无功补偿原理对各种补偿方式进行分析比较，研究其各自特点和优劣，设计了一个用于380V低压电网的智能无功补偿系统，该系统能够精确地采集并计算得到电网参数值，计算出需要投切多少容量的电容器，并且在电压电流过零点利用晶闸管复合开关投切电容器，补偿电网中消耗的无功功率，提高电网质量。论文给出了智能低压无功补偿系统的标准架构和简化架构。标准架构由无功补偿控制器和智能补偿电容器综合模块两部分组成，无功补偿控制器根据采集及计算得到精确电网参数，向智能补偿电容器综合模块传递投切电容器的指令；智能补偿电容器综合模块根据得到的指令投切电容器，适用于电网参数采集精度要求高、频繁投切电容器的电网段。简化架构仅通过多台智能补偿电容器综合模块的配合使用构成，其中一台智能补偿电容器综合模块当作为主控制器，指令自身和其他智能补偿电容器综合模块投切电容器，适用于网电参数采集精度要求不高、电网相对稳定不会频繁投切电容器的电网段。论文设计了以主控芯片STM32F103TRC6和计量芯片ADE7878为核心的无功补偿控制器硬件结构，完成了电流电压采样、温度检测、液晶显示和按键处理、数据储存、RS485通信等硬件组成模块的电路设计。论文设计了无功补偿控制器的嵌入式软件流程，完成了电网数据采集和计算、温度采集、液晶显示和按键处理、自动投切逻辑、报警、RS485通信等软件模块的程序设计。该无功补偿控制器能够实时采集并计算电网参数，采用循环投切或优化投切方式的自动投切逻辑，计算出所需投切的补偿电容，通过RS485向智能补偿电容器综合模块传递投切电容器的指令。论文设计了智能补偿电容器综合模块的硬件结构，完成了电压电流采样、数码管显示和按键扫描、过零检测和复合开关投切等硬件组成模块的电路设计。论文设计了智能补偿电容器综合模块嵌入式软件流程，完成了功率因数等电网参数计算和复合开关控制等主要软件模块的程序设计。该智能补偿电容器综合模块能够与无功补偿控制器保持实时通信，接收投切电容器指令，合理控制复合开关在电压电流过零点投切电容器，投入电容器时达到无涌流、无冲击电压、无高频振荡的效果，并具有电容器切除后再投入的放电延时功能。同时该智能补偿电容器综合模块本身也能作为主控制器使用，采集并计算得到电网参数值，采用循环投切或优化投切方式的自动投切逻辑，计算出需要投入多少容量的电容器，控制自身的复合开关和指令其他智能补偿电容器综合模块投切电容器。针对优化投切方式自动投切逻辑需要线下计算获得电容器投切查询表，论文设计了无功补偿模糊控制算法并在MATLAB中实现，获得了电容器投切查询表。MATLAB仿真表明，采用电容器投切查询表的自动投切逻辑获得所需投切的电容器，可以获得比较良好的补偿效果。论文搭建实验室测试环境，运行智能低压无功补偿系统对模拟电力网进行无功补偿，运行结果良好，投入电容后电网的功率因数控制能够在目标范围内，电网质量得到提升，达到预期效果。