冲击负载是指具有周期性或非周期性突变特征的负载,大型冲击负载是指接入系统电压等级高、功率变化幅度大、功率变化频度高的冲击负载,其主要负荷特性包括功率冲击特性、非线性特性和三相不对称特性。随着工业现代化及电力电子能量变换技术广泛应用,各类广义冲击负载大量投产,在实现节能增效的同时,其引起的公用电网电能质量问题对电力系统安全稳定运行产生了重大影响,主要包括：有功不平衡引起的频率偏差和电网资产利用率低；无功不平衡与波动引起的电压偏差、电压波动与闪变、线损增大；谐波引起的电力设备非线性故障和功率损耗；负序电压引起的电机发热和运行不稳定等。目前,在我国影响而最大的冲击负载为交流电弧炉和电气化铁路,论文重点研究交流电弧炉和电气化铁路大型冲击负载的负荷特性、对公用电网的影响、接入系统设计和综合治理等关键技术：以宝钢150t交流电弧炉为例,研究交流电弧炉运行功率建模方法、交流电弧炉对电网的冲击特性及补偿装置控制功能的测试评估技术；以张家港地区电弧炉冲击负荷群为例,研究电弧炉负荷群对公用电网影响评估和接入系统技术；以宁杭高铁湖熟牵引站为例,研究电气化铁路负荷特性建模与仿真、测试评估和电气化铁路综合治理关键技术,具体研究内容包括：(1)开展基于FCM模糊聚类算法的冲击负载分类方法研究。由于冲击负载种类繁多,负荷特性、接入电压、PCC点容量、有功冲击和无功冲击等不尽相同,其电能质量评估方法、系统设计优化和综合治理措施也各具特点,为探求冲击负载普遍规律,应用FCM模糊聚类算法,根据实测的PCC点容量、有功冲击和无功冲击,提出了将冲击负载划分为大型冲击负载和中型冲击负载的分类方法,得出交流电弧炉和电气化铁路是最具代表性大型冲击负载,为后续建模、接入系统计算和仿真、电能质量评估和综合治理提供理论依据。(2)开展交流电弧炉和电气化铁路冲击负载的建模研究。交流电弧炉炼钢产品方案和工艺流程复杂,电气化铁路运输方案、牵引供电、列车运行控制、运营调度等流程也十分复杂,须深入研究交流电弧炉和电气化铁路对电网的影响机理。根据交流电弧炉系统组成、工艺流程、供电技术条件和实测数据,提出了一种基于运行功率计算的电弧阻抗模型,模型精度高,可优化电极控制,提高供电效率,减少耐材和电极损耗,以及对电网的冲击影响；根据电气化铁路牵引供电系统及其用电特性,建立了一种电气化铁路冲击负荷特性的通用模型,由牵引变压器、牵引整流器、牵引逆变器和牵引电机等若干子模型组成,为进一步开展交流电弧炉和电气化铁路冲击负载的预评估和测试评估研究提供了理论基础。(3)开展交流电弧炉和电气化铁路冲击负载的预评估和测试评估研究。交流电弧炉和电气化铁路用电均具有冲击性、非线性、不平衡等共性特点,对供电可靠性要求非常高,同时对电网电能质量也会造成重大影响和污染,涉及供配用电多方位多层次交互作用和交互影响,须深入研究交流电弧炉和电气化铁路冲击负载的预评估方法。基于小干扰暂态稳定三个阶段对系统变化进行理论分析,运用系统方法,依据电网和冲击负载特性等资料,运用PSASP电力系统综合分析程序和MATLAB仿真软件,建立了冲击负载对电压波动、电压闪变、谐波、三相不平衡、有功冲击电能质量指标进行系统预评估的方法,并应用江苏省电能质量监测平台提供的电能质量指标和曲线实测数据,验证了所提出的交流电弧炉和电气化铁路冲击负载模型和预评估算法的有效性,为后续开展交流电弧炉和电气化铁路冲击负载综合治理和测试评估奠定了基础。(4)开展冲击负载综合治理关键技术研究。针对冲击负载聚类分析结果,遵循分层分区、协同治理策略,提出了冲击负载接入电压等级选择优化方案,为冲击负载综合治理创造良好的条件。研究了集群冲击负载与敏感负载解耦隔离供电治理方案,以张家港地区集群冲击负载接入电网为例,将电弧炉冲击负荷群由500kV电压等级供电,由于群组叠加效应,减少了总干扰量,使治理成本下降,并有效地实现了与敏感电力用户的解耦和隔离,取得了良好的社会效益,电弧炉群接入500kV电网在国际上属于首例。针对电气化铁路机车合闸冲击励磁涌流大和开关器件切换引起的高次谐波问题,提出在自动过分相装置前增设准同期控制装置,增加接触网侧电压相角判据,使励磁涌流减少50%以上,投资仅为动态补偿装置的0.2%；提出在牵引变电站装设“RPC+高通滤波器”,有效解决牵引供电系统功率冲击和高次谐波放大问题,从而建立了交流电弧炉和电气化铁路冲击负载综合治理关键技术。