中小型企业低压配电网中引入的冲击性负荷日益增长,导致系统无功功率严重匮乏且波动频繁,功率因数低。因此,本文在2014年湖北省科技支撑计划项目(2014BAA011)的资助下,研究一种冲击性负荷无功快速补偿系统,由无功分级调节子系统和无功连续调节子系统组成。无功分级调节子系统进行基准无功补偿,无功连续调节子系统进行精准的微调无功补偿,在满足无功补偿容量需求的同时实现无功快速补偿,提高功率因数。本文完成的主要研究工作和取得的成果如下:(1)完成了冲击性负荷无功快速补偿系统的拓扑结构设计与机理分析。首先根据冲击性负荷无功快速补偿系统的功能需求,研究构建了其拓扑结构,然后重点分析了无功分级调节机理与无功连续调节机理,最后给出了补偿系统的协调控制方法,为冲击性负荷无功快速补偿系统的应用奠定了基础。(2)完成了冲击性负荷无功快速补偿系统的仿真研究。首先利用MATLAB/Simulink构建了系统仿真模型,然后设计了系统主要仿真模块,并提出了仿真方案,最后分别对冲击性负荷、无功分级调节子系统、无功连续调节子系统以及补偿系统的协调控制方法进行参数配置和仿真效果分析。仿真结果验证了补偿系统的快速性和准确性,补偿后系统无功大幅降低且保持平稳变化,功率因数达到并稳定在目标值,该仿真研究为补偿系统的设计提供了技术支持。(3)完成了冲击性负荷无功快速补偿系统的方案设计。包括主电路及操作回路设计、控制系统的硬件方案与软件方案设计,其中,硬件方案设计主要包括控制系统硬件配置,以及PLC开关量输入/输出电路、电能检测模块和驱动电路设计;软件方案设计主要包括PLC控制方案和人机界面设计,完成了主要模块程序设计,并利用MCGS组态软件工具完成了人机界面设计,为样机的实现及其产业化进程奠定了基础。本文研究成果不仅能够应用于含有冲击性负荷的中小型企业低压配电网,也可以根据企业实际情况进行改造,将企业现有无功补偿装置通过接口电路的配置与所设计的系统配合使用,以满足企业不同生产状态下的需求,降低企业成本,具有实际应用价值,有望在中小型企业中进行推广及应用。