电能是国民经济快速发展的重要保证，电能质量的安全及稳定已成为电网建设及管理中的重要环节。随着大量非线性以及单相大容量负载接入电网，所引起的谐波及三相不平衡等问题，已成为电网安全与稳定的隐患。因此，如何实时有效的监控电网中的电能质量指标对电网安全有着十分重要的意义。本文基于研究各项电能质量指标的标准及算法原理，针对电能质量监测中的核心需求，采用前端DSP监测单元与MCU主控电路结合的硬件方案，通过与上位机通信对电能质量指标进行分析，其中着重对采用传统FFT进行谐波分析中存在的问题进行讨论，详细阐明如何通过添加窗函数及插值修正算法来改善频谱泄露及栅栏效应，并由MATLAB计算得到添加窗函数及插值修正后的谐波分析结果。前端监测单元采用三相电能计量芯片ATT7022CU搭建，具有数据处理能力强，采样速率高，稳定性好等优点，通过自动软件校表，主要包含比差与角差修正，可以获取较高的数据精度。主控电路采用ATMEGA128搭建，包含了人机交换，数据存储，系统时钟，上位机通信，环境模拟量采集等模块，丰富并完善了整个电能质量监测系统的功能，最终获得良好的用户体验。最后通过搭建实验负载平台，利用上位机软件实时监测各项基本电力参数及电能质量分析，证明本文设计方案的有效性，具有精确度高，实时性好，功能完善等优点。