无功电源如同有功电源一样,是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。并联电容器补偿是电力系统无功补偿的常用方法,一般的电容器补偿采用保护、控制分别配置的方法,实现起来比较复杂,而且其通信所采用有线或无线方式时存在传输数据不稳定,距离短等问题,设计电容器控制和保护一体化的装置是一件比较有意义的工作。本文在全面、系统地阐述各种无功优化控制的基本方式和国内外研究现状的基础上,提出了一种基于GPRS的控制保护一体化装置设计方案,并最终实现了整套系统。全文的内容主要包括如下几个部分:第一部分论述了无功功率的研究意义以及各种无功补偿控制的方式,提出了并联电容补偿的优缺点。第二部分提出了电容器控制保护一体化装置的设计方案。具体介绍了并联电容补偿的原理,总结了并联电容补偿的控制方式和保护配置以及配电领域常用的无线通信方式,并设计了本装置的保护、控制和通信方式。第三部分介绍了电容器控制保护一体化装置的硬件实现,按照插件式结构介绍了成套装置的CPU插件、人机接口插件和TV/TA插件。第四部分设计了无线通信方式的远程监控系统。介绍了射频、GSM/CSD、GPRS的原理及其在电力系统的应用情况,提出了通信系统的设计方案,并对各种方式所适用的情况进行分析,得出结论。第五部分介绍了控制装置的软件系统,包括控制装置内部软件及监控中心和嵌入式抄表系统软件设计。