在工业生产中,大量非线性和冲击性电子设备的应用,给电网带来了大量谐波、电压扰动、闪变等污染,造成电能质量的降低。为保证对电能质量的监管和治理,高精度的电能质量分析设备的研发尤为重要。本文对电能质量分析设备在国内外发展状况进行研究,结合嵌入式技术,提出了以ARM9为处理器核心,以uc/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统为软件核心,集测量、存储、显示、通信功能于一体的电能质量分析设备的设计理念。首先,本文根据国标中测量要求,对频率、基本电参数、谐波等参数测量方法进行理论阐述,重点介绍了FFT谐波分析和电压波动闪变的测量原理。在FFT频谱分析中,选择采用同步采样和汉宁窗函数修正方法,以消除频谱分析中栅栏效应和频谱泄露对测量的影响。闪变测量中,为解决IEC闪变仪在实现上的困难,提出了一种采用FFT的离散数据处理代替时域滤波的算法。其次,系统软件设计部分在uc/OS-Ⅱ移植的基础上,详细介绍了以uc/OS-Ⅱ为核心的软件整体构架,合理分配了采集、计算、存储、显示等各任务的处理器资源。最后,对基本电参数、谐波等测量结果精度进行了测试验证。经过对测试数据分析,电压有效值能够达到国标要求的0.5%的精度,频率精度0.01Hz,谐波测量在30次之内能达到5%的精度要求,但高次谐波由于系统固有噪声和同步上的缺陷,精度还有提升的空间。结果表明,该设备的研发基本实现了预定设计目标,但在精度和功能上仍需不断完善。