随着相量测量技术的发展,同步相量测量单元(PMU)作为广域测量系统(WAMS)的基本测量装置,已经广泛应用于互联电网各节点支路当中,对电力系统的动态运行过程起全面而有效的监测作用。近些年来,电力电子设备的广泛使用严重干扰了电力系统安全稳定的运行,日益复杂的电网环境对PMU装置的稳定运行带来了严峻的挑战,所以为了准确地反映电力系统的运行状况,必须对入网的PMU定期实行在线检测。本课题研制的PMU在线检测装置是以GPS同步技术为基础,以双ARM架构为核心,采用频率自适应最优滤波器算法保证了静态下的测量精度以及暂态时的动态性能,并在上位机平台的配合下可以有效的对PMU进行实时的在线分析,无需对PMU进行脱机检测,是确保PMU有效运行的重要测试设备。整个装置硬件可分为数据采集模块和通信控制模块两部分,两模块都是以STM32F407ZGT6作为数据交互和控制中心。数据采集模块通过取样电路将电网大信号转换成小信号后送入16位高速、高精度采样芯片ADS8568进行非同步采样,并将转换出的数字量通过高速SPI传给通信控制模块;通信控制模块将接收到的采样数据一方面进行算法处理得出电压、电流相量及频率,并传送至液晶显示屏实时显示,另一方面与电参量一起打包成数据包并通过高精度GPS同步时钟打上时标后上传至上位机,上位机将接收到的数据和待测PMU上传的数据进行分析对比并做误差校验处理,以此实现PMU的在线校验。本论文是从理论分析到方案设计再到具体方案实现等方面依次进行综述。先从PMU在线检测装置的研究背景和意义出发提出本课题的研究内容,并根据研究内容得出装置应具备的功能和技术指标,然后对相关原理及功能算法进行了理论仿真及验证。接着介绍了装置各部分的硬件设计及软件编写流程,之后详细阐述了系统总体调试过程,并使用Fluke 6100A型标准功率源和RD-33标准表对其进行整体功能测试。测试结果表明,本装置的各项性能指标均达到了预期的设计要求。最后对系统设计的不足之处进行了分析总结并提出了改进措施。