近年来,随着国民经济的大幅度增长,我国社会的发展对电能的需求越来越大,对用电质量的要求也不断提高。电力市场化的不断完善,对电能质量的规范化提出了高的要求,使得供电质量也成了电力市场的一个重要因素,引起了广泛的重视。所以对电网电能信息采集与监控的智能系统的研究具有很大的实际意义。本课题研究的多功能信息采集与智能监控系统,以TI公司先进的32位DSP处理器TMS320F2812为核心,辅以微控制器PIC18F458构成。系统可以对电网三相电压和三相电流信号同时进行信息采集,实时完成谐波分析,以及基本电能质量指标参数的计算,并根据计算结果做出预警判断。通过系统提供的人机接口,客户不仅能获得所需的电能质量信息,还能够对系统参数进行设置,甚至命令系统通过扩展的以太网接口,把电网数据传送到远端的上位机进行处理。本文完成的工作主要分两部分:一部分是系统硬件组成的设计和实现;另一部分是基于系统硬件的软件模块化设计与具体实现,及改进算法的实现。TMS320F2812为硬件系统的核心,它负责控制前端的检测和采样电路实现准同步采样算法,对大量采样数据进行实时处理,检测外部的键盘输入,以及与辅助微控制器PIC18F458和以太网的通信;微控制器PIC18F458为系统的辅助控制芯片,专门用来驱动LCD的显示,以减轻DSP的负担。在系统硬件的基础上,软件部分主要实现的功能有:ADC的在线校准、准同步采样算法的软硬件实现、FFT算法的实现和改进、RFFT(Real FFT)算法的实现、32位除法的高效实现以及快速平方根倒数算法的应用。其中FFT算法部分全部用高效的汇编代码实现,并做了以下三个改进:旋转因子序列的预存储、利用TMS320F2812的位码倒序寻址功能实现位码倒序排列算法和前2阶蝶形计算的打包算法,使得FFT在DSP上的执行效率提高了至少10%。进一步把N点的实数电网信号样本分成奇偶序列,再拼成N/2点的复数信号序列进行FFT计算,最后利用N/2点序列的计算结果按一定规律生成N点的实数信号的FFT计算结果,这个算法就是本文实现的RFFT(Real FFT)算法,可提高大概40%的效率。相比传统的电能质量检测设备,本系统的数据处理能力和实时性大大提高。实验结果表明,系统软硬件运行稳定,具有良好的实时性和测量精度。