电能是现代社会重要的能源形式,电力产业已然成为整个社会的基础产业。电力系统的安全可靠运行至关重要,而电力系统的谐波污染是影响其稳定运行的重要因素。而且在太阳能和风能等新能源的蓬勃发展下,如何实现规模化发展下新能源的高效安全合理的利用,将是未来智能电网建设的核心内容和重要目标。智能电力仪表作为连接用户和智能电网之间的关键节点,能够实现对电网运行状态和电能质量的监控,将是未来智能电网发展的客观需求,同时也是智能电网实现对新能源合理分配和利用的关键设备。在此背景下,本课题研究并设计了一款高精度的智能电力仪表,实现对电网运行状态和电能质量的监测。首先,本文根据智能电力仪表的检测原理,详细分析各个基本电参量的计算原理及其数字实现方式。针对电能质量分析功能,讨论了交流信号离散采样下的FFT谐波分析方法,介绍了傅里叶变换的基本原理。针对使用FFT进行谐波分析导致的频谱泄露和栅栏效应等问题,讨论了各种窗函数特点及其在FFT算法中运用,提出了基于Nuttall窗插值的FFT谐波分析方法和各个电能质量参数的实现方式,提高了电能质量分析的精度。其次,根据智能电力仪表的功能需求,完成了系统的硬件设计和软件设计。系统的硬件部分给出基于ATT7022E和MK02FN128VLH10的硬件解决方案,详细介绍了系统电源模块、主控制器、实时时钟、外部扩展的FRAM存储器、RS485通讯以及人机交互模块的电路设计。系统软件采用模块化的设计思想,完成了系统主程序、数据采集、数据的远程通讯、液晶显示、外部事件报警记录、基本电参量计算以及基于加窗插值FFT算法的电能质量分析程序的设计。同时本文还分析了在硬件设计和软件设计时引入的误差及其原因,并且给出了相应的减小或消除误差的措施,设计了智能电力仪表详细的软件校表流程。最后对系统进行模块功能和整机的测试。实验结果表明所设计的智能电力仪表能够对电网的运行状态和电能质量进行监控,通过对实验数据的误差分析,智能电力仪表对电压电流有效值、2-31次谐波、有功测量的测量误差达到0.2%,对于无功测量的误差达到1%,并且具有较好的温度特性。