随着电力电子技术的高速发展,各种非线性器件在电力系统中得到了广泛应用,导致了谐波污染的出现,严重危害到电网的安全稳定运行。作为最为常见的谐波检测方法,快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)具有测量精度高、易于实现等特点。但是,当非同步采样和非整数周期截断时,频谱泄漏和栅栏效应将会恶化谐波检测的性能。通过加窗和插值算法可以有效改善谐波分量的测量精度。本文首先介绍了电力系统谐波的定义、来源、危害和分析指标,系统地说明了现有谐波检测方法,着重阐述了采用FFT进行谐波检测的算法原理和优缺点。基于窗函数的特性分析,给出了 FFT算法中窗函数选择的评价指标。考虑到实际电力系统中普遍存在噪声干扰,本文提出了一种改进的三谱线加窗插值FFT算法。同时,基于窗函数主瓣内相邻谱线相位差恒为π的性质,提出了一种快速算法,并利用曲线拟合函数、以多项式模型逼近参数修正公式。在仿真测试中,验证了采用不同种类窗函数的改进算法对弱信号分量提取、复杂信号的谐波检测的有效性,分析了改进算法在频率波动和白噪声干扰的情况下的性能表现。根据测试结果,充分验证了改进算法的可行性。针对传统电能表在电能计量中存在的问题,提出了一种基于模数转换器、数字信号处理和RISC-V指令集的电能表构成方案。从总体结构、硬件和软件三个方面,系统地说明了电表实现的设计流程,并详细分析了电能计量系统中的误差情况。最后,根据实际系统调试的结果,验证了所设计的电能表的可行性,并且满足国家标准中A类谐波测量仪的要求。