在电力系统中,为了改善系统的稳定性而大量使用的电容器等电力电子装置与系统中的非线性负载相互影响,使交流电压或电流的稳态波形发生畸变、产生谐波污染,降低电能质量,检测谐波并治理谐波成为构建健康电力系统的一个重要议题。目前快速傅立叶变换(FFT)是应用最广泛的一种谐波检测方法,但实际应用中由于非整数周期截断和异步采样问题产生了频谱混叠和栅栏效应,通常的方法是采用加窗函数和数字插值的方法对FFT算法进行改善。本论文在传统的加窗插值FFT算法基础上进行改良,提出了一系列组合窗函数及其插值FFT改进方法。论文首先说明了快速傅立叶变换算法的原理,分析了频谱混叠和栅栏效应产生的原因;介绍了加窗插值FFT改进算法,从主瓣宽度、旁瓣电平峰值和阻带最小衰减三个方面讨论了基本窗函数的频谱特性,同时对双谱线插值方法进行了简单的公式推导。其次,论文选用汉宁窗、海明窗和布莱克曼窗这三种最基本窗函数为基础窗,通过乘法、卷积等数学运算的原理对基础窗函数进行运算组合,分别构造了自乘法窗、互乘法窗、自卷积窗、不等长自卷积窗、互卷积窗、不等长互卷积窗、混合窗等多种组合窗函数,部分新的组合窗与基本窗函数相比具有更优良的主瓣和旁瓣性能。然后,为了验证这些组合窗的频谱特性在谐波分析中应用的可行性,本文在这些组合窗的基础上推导了基于组合窗的FFT双谱线插值算法,并用经典谐波信号进行仿真实验,仿真结果表明本文构造的新组合窗函数与基本窗函数相比对谐波分析的精度更高。最后通过对中科院EAST电源系统中电流和电压数据进行谐波分析实验,验证了本文算法在实际应用中的有效性。