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电力谐波是影响电网电能质量的重要因素,而谐波的存在会影响用电设备的正常工作,严重时甚至损坏用电设备。然而目前广泛应用的电力电子设备、电动机、电焊机等各种非线性设备的使用导致电力谐波不断增加。电网谐波的监测通常是通过专有的电能质量监测设备实现,或者布设独立的电能质量在线检测系统,这种系统成本较高,极大的制约了电网谐波的监测和治理。本文设计了一种具有谐波分析功能的智能电表,其可以像电能表一样布设在用户端,实现对用户的电力谐波的分析和监测,有效降低电力谐波监控的成本。本文首先讨论了选题的背景及意义,介绍了国内外相关领域的发展现状,分析了本课题设计中的一些关键技术,通过对比分析,确定了采用无线通信传输方式作为本设计的电力信息传输方式。其次分析了具有谐波分析功能电表的总体设计。讨论了谐波检测的实现方式和智能电表的实现方式,将上述两者实现方式合并,确定了本设计的总体结构,绘制了电能计量和谐波检测结合方案结构图。选定了STM32F103控制器作为本设计的控制器。重点讨论了系统的硬件单元设计。分析了主控制器的基本电路设计、数据传输部分电路设计、谐波检测与分析单元电路设计、电压互感器采集部分电路设计、电能计量与反窃电电路设计以及电源供电电路设计。在谐波检测单元电路设计中,对比了不同ADC采样方案的优劣,针对本设计的功能要求,选择了ADS8564芯片作为ADC转换控制器。在电能计量单元部分,选择RN8209D作为电能计量芯片,该芯片同时能够实现一定的窃电检测功能。设计中分析了每个器件的对比选型,绘制了详细的电路原理图。分析了具有谐波检测功能的智能电表的软件系统设计。将软件设计按照各个功能单元的不同,分成相对独立的子程序。分别讨论了谐波检测子程序、电能计量与反窃电检测子程序和通信单元子程序设计,给出了详细的程序流程图。最后对本设计电表的功能进行测试。重点测试了电表计量的准确性和谐波检测的准确性。通过与标准计量表和谐波分析的对比测试,发现本设计电表的计量准确性可以达到2.0级,满足基本的民用电测量要求,谐波检测的准确性与PM3000A谐波分析的误差在5%以内,满足使用要求。