随着国民经济的发展和现代化建设的稳步推进,电能已经成为人类生产生活的核心能源。无论是对电力用户还是电力公司,电能质量都已成为一个焦点问题。解决电能质量问题的关键是提高对电网的认识,而电网数据采集系统是认识电网的重要工具,更是打造智能电网的核心部件,因此提高电网数据采集系统的性能是解决电能质量问题的前提。本文系统分析了电力系统各部分的结构和特点,介绍了电力系统的工作原理,据此在matlab环境下建立了常规电力系统的基本模型,本文同时阐述了产生各种电能质量问题的原因,据此建立了电能质量问题的仿真模型,模拟了电网故障的发生机理和调控手段,提出了一种基于信号预测技术的电能质量问题甄别方法。本文详细地从异步采样和同步采样两个角度分析了电网数据采集系统的结构和工作原理,推导了采样系统的数学模型,在matlab环境下分别建立了外部时钟触发的异步采样系统模型和带有电荷泵锁相环的同步采样系统模型,为电网数据采集系统的性能分析提供了主要工具和直观手段。根据电网数据采集系统的模型,本文分析了抗混叠滤波器、白噪声与时钟抖动噪声和AD转换器三个主要因素对电网数据的影响,说明了提高电网数据准确性的方法。最后,本文模拟了基本的LZW和Huffman压缩算法,讨论了采样率、数据量、白噪声、时钟抖动、电能质量问题和AD性能对电网数据无损ZIP压缩的影响。本文的研究对电网数据采集系统的性能提高提供了理论依据和技术支撑,为智能电网铺设和电能质量改善做出了重要铺垫。