电子式多功能电能表如今已被广泛应用于电力部门,电力计量与管理部门不断发展的需求也一直在促进电能表技术的不断发展。本文针对目前电力部门对电能表的高精度、多功能和具有互操作性的实际需求,研究和设计实现了一款精度高、具有互操作性并且具有市场竞争力的电子式多功能电能表。本文首先介绍了课题研究的背景和意义,综述了电子式多功能电能表的发展现状及方向,然后研究了电子式电能表电能测量和计量的基本原理,分析了本电能表采用的同步采样算法原理,介绍了具有互操作性的通信协议—IEC62056。本文重点分析了电能表硬件软件的设计方法。硬件方面,进行了总体方案设计并按功能需求进行了各硬件电路单元的分析和设计,其中分为计量单片机(MCU)单元、供电电源单元、功能管理单片机单元、按键显示单元、内部存储单元、通信接口单元和时钟单元等。通过对各模块单元电路的分析和设计,实现了既符合电能表功能要求又稳定可靠的多功能电能表硬件电路。软件方面,进行了电能表软件的总体方案设计并介绍了实现方法,对计量MCU和管理MCU两个相对独立的部分分别进行了分析和设计。计量MCU部分主要分析了电流分段的自动判断方法、数据采集和处理的软件实现,通过软件同步算法得到所需的电参量和电能量数据;管理MCU部分主要分析了电能计算方法、根据IEC62056协议构建仪表模型、按该协议进行的需量计算方法、多费率实现方法和按键显示模块的软件实现,最后给出了IEC62056标准协议栈的软件实现方法。整个软件设计均严格按照模块化的设计方法。本文最后分别从硬件电路和软件模型两方面分析了误差的影响与补偿;在给出本电能表的基本参数和主要设计指标后按照国家相关标准对电能表误差等指标进行了测试,通过有功和无功误差测试、电压影响测试、频率影响测试、功耗测试等实验证实本电能表的各项性能指标均达到设计要求,并对本电能表采用的通信协议的符合性测试进行了说明。本文研究和设计的三相多功能电子式电能表的精度要求为有功0.5S级,无功1.0级。测试和实践证明,本电能表满足精度要求,功能增减灵活,并符合自动抄表系统对电能表的可操作性要求,适应电表市场的发展需求。