随着社会用电量的快速增长和各种非线性电力负荷在电网中的大量使用,电网中的谐波影响也日趋严重,谐波不仅给电网电力设备的运行带来极大危害,而且对电网电能计量造成很大影响。传统的电能计量装置主要应用于基波计量,无法准确计量含有谐波的电网电能。本课题正是针对这一问题,研究了电力参数测量、电网电能计量和谐波测量的相关理论,并在此基础上设计开发了可测量谐波的多功能电参数测量装置。(1)分析了交流采样技术及同步误差对电参数计算精度的影响,从硬件和软件两方面研究了消除同步误差的方法,给出了基于准同步采样技术的电网电压、电流、有功功率、无功功率等电力参数周期平均值的计算方法。分析了目前谐波电能计量常用的方法,并结合谐波计量实时性要求较高、计量的谐波次数较少的特点,采用Goertzel算法完成谐波计量和分析。(2)制定了以高精度模数转换器和高性能数字信号处理器为核心器件的硬件总体设计方案,并详细论述了系统各模块电路的组成原理和设计实现方法。(3)给出了系统软件的总体设计方案,采用层次化、模块化的开发模型对系统软件进行功能划分,详细介绍了各软件模块的实现流程,并采用C语言和汇编语言混合编程的方式完成软件编写。(4)构建系统实验平台,对系统样机进行了实验调试,对系统采用的数字信号处理算法的正确性进行了实验验证。本课题设计和开发的多功能电参数测量装置,可以实现在谐波情况下电力参数和电网谐波的准确计量。实验结果表明,基于准同步采样技术的电参量算法和基于Goertzel算法的谐波测量方法正确有效,测量结果达到设计指标。本装置配合数据管理模块即可实现功能完善的多功能电能计量终端,具有广泛的应用前景。