随着电力电子技术的迅猛发展,大量具有非线性特性的电力设备投入到电网中运行,电网中出现大量的谐波,造成电力系统谐波污染,同时也严重影响着电能计量的准确性。研究谐波电能计量算法目的就是为了实现谐波的精确分析以及谐波电能的准确计量,为电能的科学管理提供可靠依据。论文首先介绍了国内外现有的谐波电能计量算法,并研究了加窗插值FFT算法、小波包分解算法两种常用的谐波电能计量算法,在此基础之上,提出一种更适合ASIC实现的基于专用数字滤波器的谐波电能计量算法。论文设计了一套满足需求的专用数字滤波器模块,对该模块的运算量、存储量进行估算,并与加窗插值FFT算法所需运算量、存储量作了对比。无功电能计量系统的设计是在有功电能计量设计基础上加入Hilbert数字滤波器。论文研究了两种Hilbert数字滤波器的设计方法,选择效果更好的等波纹切比雪夫法设计Hilbert数字滤波器。在MATLAB平台下,对专用数字滤波器模块、Hilbert数字滤波器模块以及有功/无功电能计量系统分别进行了仿真验证。论文选择在Altera公司的FPGA芯片Cyclone Ⅱ系列EP2C35F672C8目标板上实现硬件设计。专用数字滤波器模块采用在MATLAB环境下使用DSP Builder建模,自动生成VHDL代码的方式来实现；Hilbert数字滤波器模块采用Altera公司提供的FIR IP核来实现。两个模块都在硬件上进行了验证。最后,在FPGA上实现谐波电能计量系统,以非正弦信号进行了验证,讨论分析测试结果,找到误差来源和提高计量精度的方法。