电能质量是一个跨学科的前沿性热点课题。随着国民经济和工业技术的快速发展,各行业对电力系统电能质量的要求越来越高。一方面由于用电负荷日趋复杂化和多样化,如各种电力整流设备、电弧炉、无功补偿装置和非线形设备不断地接入电力系统,使得电力系统的电能质量下降;另一方面,随着高新技术的迅猛发展,基于计算机控制的设备和电子装置大量投入使用,而这些装置对电能质量的变化非常敏感,电能质量的波动就可能造成巨大的经济损失。　　电能质量监测是了解电力系统的运行状况,评估和治理电能质量问题的前提。本文的研究工作源于安徽省信息产业发展专项基金项目——PQ104电能质量监测分析系统。PQ104要求具有全面分析电能质量的现行指标、在线工作时间长、稳定可靠、现场操作方便等功能。　　为了能够全面分析电能质量指标,对数据的采样速度要求很高,特别是在分析电能质量瞬态指标时,采样率要求达到几十甚至几百MSPS,并要求数据的传输速度快,分析处理能力强。为了满足高速数据传输要求和提高数据分析处理能力,PQ104采用了基于工控机和PCI总线数据采集卡的设计方案。　　本文设计出基于PCI总线的电能质量数据采集卡,基于PCI总线的电能质量数据采集卡的设计存在三个难点:①高速A/D转换的时序控制;②高速数据缓存和海量数据存储;③PCI总线的接口设计。　　本文使用CPLD(Complex PLD)控制A/D转换时序;采用先进先出(First In First Out,FIFO)存储器解决高速数据缓存问题;选用PCI接口芯片PCI9054实现PCI总线的接口设计。在解决这些技术难题的基础上,设计出两块基于PCI总线的电能质量数据采集卡——采集稳态电力数据的低速卡和瞬态电力数据的高速卡。在集成开发环境下,开发出数据采集卡的驱动程序。　　在实验中,采集卡工作稳定,低速卡采样率是12.8KSPS,能够分析到100次谐波,高速卡的采样率达到20MSPS,能够记录μs级以上的瞬态电能质量事件,满足PQ104的设计要求。