电能是国民经济和人民生活的主要能源，对国家的发展起着举足轻重的作用。电能计量涉及到发电、供电与用电三方经济利益，同时也是许多技术指标计算的重要依据。目前，随着电力电子装置等非线性负荷的大量应用，电网中电压、电流波形往往偏离正弦波形而发生畸变，因此谐波对电能计量影响的研究受到各方的普遍关注。基于这方面已有的研究成果，本文围绕电能计量系统的谐波问题展开研究。 本文第二章介绍了感应式和电子式电能表的结构，说明了这两种电能表的计量原理。结合计量原理讨论了畸变波形下两种电能表的误差，同时对两种表的计量特性进行了比较。 第三章在三相瞬时无功功率理论的基础上，研究了基于均值滤波的三相基频旋转变换测量方法，并基于这种方法建立了三相电路基波功率与电能检测模型和单相电路的基波实时检测方法。最后研究了k-倍频旋转变换的任意次谐波的检测。第四章针对所建立的模型利用C语言和MATLAB联合进行了仿真，验证模型正确性的同时还对滤波方式进行了仿真比较，并通过仿真实验分析了谐波对电能计量影响，以验证第二章所论述的内容。 第五章对谐波电能计量装置进行了硬件及软件设计，以实现全能标准的数字式电能计量。利用ARM快速处理能力，对电压和电流的采样数据进行旋转变换，得到基波及各次谐波的电压和电流的值，再根据谐波功率和电能计算方法，计算出基波和各次谐波的电能。本装置硬件和软件都采用模块化设计。硬件分为前置电路、采样电路、ARM主电路和显示电路；软件则分为主程序、采样子程序、滑动平均滤波子程序和功率电能计算子程序。