近年来,风电技术的不断发展和风电场规模的快速扩大使得风电并网对电能质量的要求越来越高。随着风电机组向大型化发展,其内部结构也更加复杂,通过大功率风电并网试验台工程试验可以对风电机组进行充分的试验测试,其中电能质量的监测是评价试验台性能好坏的关键部分。因此本文结合电能质量及逆变器阻抗检测理论及方法,设计开发了一套用于风电并网试验台的电能质量监测系统。首先,本文分析了风电系统中稳态电能质量的指标及检测算法和暂态电能质量扰动的识别与定位方法。参照IEEE标准体系,建立了电能质量扰动数学模型。运用小波包变换与S变换相结合的方法提取扰动特征并建立特征数据集,提出采用PSO-ELM算法对电能质量扰动进行分类与定位,并与ELM和SVM算法的分类结果进行对比,验证了该方法的有效性。其次,由于逆变器电网阻抗会使系统电能质量变差,进而影响风电系统的并网稳定性。因此本文将逆变器电网阻抗作为一项监测指标,能够更好地对风电并网系统运行状态进行监测。建立了风电并网逆变器及其电网阻抗模型,采用了基于离散区间二进制序列注入法对系统中逆变器电网阻抗进行检测,检测结果与阻抗理论曲线基本吻合;搭建基于MT6000的硬件在环实验平台,并通过实验验证了逆变器电网阻抗检测方案的可靠性。基于上述研究,本文设计开发了风电试验台电能质量监测的软硬件系统。该系统采用霍尔式传感器对试验台电力数据进行采集;设计了信号前置放大电路和抗混叠滤波电路,滤除了信号中的高频成分,最大限度地还原了真实信号;对采集板卡及机箱进行了选型设计,可以满足高速多通道同步采集的检测要求;开发了监测系统的上位机和下位机软件,在下位机中基于FPGA设计了信号的实时采集模块,实现了数据的精准采集和数据通信;在上位机中开发了稳态电能质量扰动监测模块、暂态扰动的定位与分类模块和逆变器电网阻抗监测模块。最后,本文采用设计开发的监测系统和HIOKI 3390功率分析仪分别对风电试验台电能质量进行了实时监测,并对监测结果进行了对比分析,验证了电能质量监测系统的准确性;为了验证暂态电能质量扰动分类与定位算法的有效性,建立配电网故障模型,并运用分类模型进行了故障诊断,实验结果表明故障分类与定位较为准确。上述实验表明该系统的设计开发可以为保障风电系统的平稳运行提供监测技术支持。