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智能电表作为电能数据采集的基础设备,在智能电网的建设中起着非常关键的作用。智能电表要求具备原始电能数据采集、测量和数据传输的功能。随着智能电网的发展,对智能电表提出了新的要求。由于越来越多的非线性负荷接入电网,导致电网中产生谐波污染,不仅浪费电能还给电力部门带来一定的经济损失。因此,具有谐波检测功能的智能电表应运而生;随着国家节能减排的号召,为了提高居民节约用电意识,分时复费电价被提出已在部分地区实施应用,这要求电表具有分时计费功能。同时为提高用户用电的便捷,电力公司和用户间的双向通信也受到更多的关注。课题基于微处理器STM32强大的数据处理能力,配合电能采集电路及主控制器STM32外围电路,实现智能电表的电能计量功能、分时电价功能、双向通信功能与谐波检测功能。课题研究了 FFT对谐波分析中的作用,将插值加窗的FFT算法用于谐波分析,减小了频谱泄漏和栅栏效应带来的误差影响。课题主要完成了智能电表硬件与软件程序的设计,硬件电路主要设计了电压、电流采集电路、ADC采样电路、RS-485通信电路等。通过利用MATLAB仿真软件,用加窗插值的FFT算法对谐波信号进行了仿真分析,并验证该算法对谐波分析的准确性。最后搭建实验平台对智能电表进行了调试。