随着电力企业和用户对电能质量的日益关注，电能质量问题越来越受到重视。电能质量问题会影响电力企业或用户的各种电力和电子设备的正常运行，降低设备使用寿命，严重时造成设备损坏。通过对电能质量监测相关背景以及国内发展现状的研究，针对现行电能质量监测装置配置不灵活和不易升级等问题，提出新型在线式电能质量监测系统设计方案。本文主要工作包括理论的研究，以及系统的软硬件设计。理论方面主要研究电能质量参数的理论分析算法，着重研究了谐波算法以及电压波动与闪变算法。谐波算法通过对传统IEC算法的分析，采取加权窗处理、插值校正以及补零等方法，有效抑制由非同步采样引起的频谱泄露和栅栏效应；并研究了Goertzel算法在谐波计算的应用，用于快速检测模式。电压波动与闪变是电能质量监测的重要参数，本文基于IEC闪变仪的基本原理，研究了IEC闪变仪模型的数字化实现方法。通过MATLAB仿真，验证了工程实用算法的性能。在硬件设计上，主要基于嵌入式DSP处理器和ARM微控制器双核的系统方案。采用DSP芯片TMS320VC5509A的系统作为计算模块，采用ARM芯片S3C2440A的系统作为控制模块；双CPU通过HPI接口协同工作，共同分担系统负荷，保证了系统的高性能、多功能和实时性；模数转换电路采用16位8路同步采样芯片AD7606，设计了高精度采样的前向通道和倍频锁相的硬件同步采样电路，有效抑制非同步采样问题。在软件设计上，DSP软件方面主要基于DSP/BIOS的系统应用，用来管理和调度各个算法和通信软件。ARM软件方面主要基于WinCE5.0系统，开发了HPI的相关硬件驱动，以及利用Labview的触摸屏开发模块（Touch Panel Module），实现了系统的人机界面，以及网络通信等功能。系统具有人机界面友好、扩展性好、便于系统的软硬件升级等特点，既适用于现场的测量分析，也适用于长期的在线监测。