随着经济的高速发展，越来越多的非线性器件运用到电网中，随之带来了电能质量的恶化。电网中，很多精密器件对电能质量非常敏感，而传统电能质量分析仪的功能简单，不能满足实时监测的要求。针对上述问题，本文提出了一种基于FPGA的虚拟电能质量分析仪方案，即将高速数据采集卡采集的数据实时送入PC机进行数据处理。主要研究工作如下：硬件方面：根据电能质量分析指标，本设计采用模块化设计思想，分别设计了信号调理模块以使输入信号满足AD的量程，DA触发模块控制AD的采样触发电平，频率测量模块测量工频交流电和高频信号，高速USB2.0模块传输数据。本设计使用FPGA作为主控制器，实现数据采集卡的控制时序。软件方面：本设计的软件分为数据采集卡软件和PC机软件。数据采集卡软件采用Verilog HDL硬件描述语言编写程序，主要完成AD采样，DA输出触发电平，片内数据缓冲，USB传输数据和频率测量等功能。PC机软件采用C#语言编写，主要功能是搭建人机交互界面，测量结果及波形显示，数据存储，实现谐波分析算法等功能。测试结果：本设计测试了电压、频率和谐波含量等指标，并在显示界面上显示测试结果。测试数据与标准值的比较表明，该虚拟电能质量分析仪具有较高的精度，实现预期的功能。该虚拟电能质量分析仪不仅能实时测量电压、频率等基本电参数，还能测量高次谐波含量，具有实时性好、成本低、体积小和易携带等优点，具有较高的使用价值。