在现代电力供电系统中，由于电气化铁道的发展，大容量电弧炉的使用以及电力电子器件的大量应用等，使得电网的波形发生畸变而产生谐波。谐波不但对电力设备、电力用户和通信线路构成危害，而且还会影响到正常的电力电能计量。 对谐波存在条件下的积分电能算法分析表明：电能由基波电能和谐波电能构成，而且非线性负载的谐波功率为负值、线性负载的谐波功率为正值。从而揭示出谐波存在条件下的电能计量问题的实质：即谐波条件下的电能计量，己不再是简单意义上的对瞬时功率求平均值再累加的积分问题，而是要在区分负载的基波、谐波功率并判断潮流方向的前提下对负载的谐波源特性进行判断，或者说是一个谐波污染监测和治理的问题。针对谐波电能计量问题，提出解决的八个要素：基波电能量(E<,1>)、谐波电能量(E<,hR>)及正负(正为线性负载用户，负为谐波源用户)、谐波电压含有率(HRU)、谐波电流含有率(HRI<,n>)、谐波电压含量(U<,H>)、谐波电流含量(I<,H>)、电压总谐波畸变率(THD<,u>)、电流总谐波畸变率(THD<,i>)。运用离散傅立叶变换(DFT)原理和快速傅立叶变换(FFT)算法推导出解决谐波电能计量问题的八要素计算公式。运用MATLAB/SIMULINK工具对三相半波整流器负载的谐波电能及谐波指标进行了仿真运算，将计算结果与理论分析结论进行对照，验证了考虑谐波的电能计量方法。 运用嵌入式技术，设计了能够实现这种电能计量方法的谐波电能计量仪，该装置基于DSP和MCU的组合结构，具备智能化测控仪表的完善功能，并且在设计中采用了可靠性和电磁兼容性措施。详细阐述了交流模拟信号的测量、同步采样和A/D转换、数据运算处理和实现装置智能化操作控制的方法，以及各模块电路的工作原理和设计方法，并给出了有关模块电路的驱动方法。在对比基于双口RAM和串行口的微控制器MCU与DSP的数据共享方案后，提出一种新型的DSP与MCU之间的数据共享方案，即基于IzC总线的DSP与MCU数据共享方案，这种方案以铁电存储器为数据共享存储体，是一种接线简单、数据访问高速、无读写时延和数据保护可靠性高的数据共享解决方案。之后，对各模块电路进行了调试。 本文的研究工作得到国家自然科学基金重点项目60474048，60534040，及广东省科技计划项目2004A10502001的资助。