电网规模发展壮大的同时，电能质量问题日益严重，只有有效地对各种电能质量问题进行监测分析，才能针对性地进行改善和治理，电能质量分析仪是必不可少的分析工具。一些电能质量问题尤其是暂态现象不能被传统的数学分析方法有效地辨识分析，同时电网的智能化建设对设备及终端提出了更高的要求，因此有必要对电能质量分析仪的分析方法及设计方案进行探索研究。作为监测仪表之一的电能质量分析仪，算法是其核心、框架是其支撑。围绕这两个主题，本文从理论研究、方案设计和实验验证三方面着手展开一系列的探索研究实践工作。本文分析总结了常用于电能质量分析的一些方法，针对这些方法存在的不足，提出基于希尔伯特黄变换（Hilbert-Huang Transform, HHT）方法的设计理念，对经验模态分解（Empirical Mode Decomposition, EMD）方法和端点处理、终止条件等HHT关键问题进行了研究，并对HHT在电能质量分析中的应用可行性进行了分析探索。针对智能电网建设及信息化时代发展的要求，本文提出了DSP+ARM+嵌入式Linux的设计解决方案，同时完成了硬件电路设计和软件框架构建。在此基础上搭建硬件平台并实现算法，进行了精度测试、信号辨识实验对比验证，同时测量分析了一铝箔厂的谐波并与Fluke430电能质量分析仪的分析结果进行了对比分析。结果表明HHT方法可以有效地辨识暂态信号、间谐波等，且精度较高，时频分析能力强。DSP+ARM+嵌入式Linux的解决方案是目前主流技术及设计理念的体现，可以极大地提升电能质量分析仪的智能化水平。研究工作有助于推进电能质量问题分析方法的进步、促进产品智能化水平的提高和加速电能质量问题的改善。