本文主要研究电力系统中的谐波检测问题。近年来，由于各式各样电力电子设备在电气化铁路，石油化工，冶金，煤炭等工业领域的广泛应用，使得电力系统谐波含量增高，严重影响了电能质量和电网的安全运行，电力谐波污染已引起社会各界的广泛关注。谐波检测是电力谐波问题中的一个重要方面，是解决其它相关谐波问题的基础，因此对电力谐波实时有效的进行检测具有一定理论意义和工程实用价值。在研究比较各种谐波检测方法的基础上，本文选用了应用最广的基于快速傅立叶变换（FFT）的谐波检测方法，并用可编程门阵列（FPGA）芯片来实现FFT数据处理模块。根据谐波检测中不可避免的栅栏效应、频谱混叠以及频谱泄漏现象产生机理的分析，决定选用锁相环倍频电路与低通滤波器结合的硬件电路方法改善谐波检测中出现的这些问题。据此本文对谐波检测系统进行了相关硬件设计，包括调理电路、A/D转换电路、频率跟踪电路、锁相环同步倍频电路以及外围接口电路等几部分，并对各个模块的功能和工作原理进行了详细介绍。另外，本文重点研究了FPGA内的FFT数据处理单元，介绍了如何用FPGA来实现FFT处理器。在分析和比较了各种FFT算法后，选择了经典的按时域抽取的基-2FFT算法，并在蝶形运算单元的设计中，选择了一种高效的复数乘法器，达到了在有效控制芯片资源利用率的前提下减少运算的复杂性，整体上采用了顺序处理器架构。最后使用Verilog硬件描述语言设计完成了一种切实可行的基于FPGA的FFT数据处理器。采用QuartusⅡ及Modelsim进行了FFT处理器仿真验证，最后的仿真结果表明FFT输出结构与Matlab模型输出一致，在FPGA环境下仿真波形误差较小，提高了运算速度，完全满足谐波检测高速数据处理的设计要求。