时值中国制造方兴未艾,伴随着工业现代化的蓬勃发展,我国电力系统中非线性负载的接入也日益增加,致使电能质量日渐恶化,暴露出现有电能计量方法和装置的不合理、不准确性。目前我国还未针对畸变信号下电能计量问题制订相关标准,缺乏用以校验的标准计量装置,电气测量技术以及仪器仪表研究领域尚未对普遍适用的畸变信号下合理计量方法及装置达成共识。电能的准确计量是电力部门进行合理计费的基础,关乎电力系统的实时调度与科学管理,是国家制订用电政策以及相关法律法规的重要依据,基于以上背景,本文进行畸变信号电能计量及测试系统的设计。本文首先对畸变信号下的电能计量方法进行研究,通过适合当前电网实际情况的交流电网数学模型来描述畸变信号作用下的电压信号、电流信号以及功率信号;基于Wiener泛函级数理论,通过Wiener核的求取、Volterra核的转换以及正交化展开得到负载的输出电压与输出电流,应用基于提升格式的Db4小波变换算法分解和重构对应的基波信号与畸变信号,结合IEEE-Std1459-2010对电能质量参数的标准定义进行非线性负载的功率潮流分析,在实验分析中对典型非线性负载信号进行模拟仿真,得出畸变信号条件下的合理电能计量方法。本文其次对畸变信号电能计量及测试系统的软硬件进行相关设计,在硬件方面,系统输入为电网衰减信号或畸变信号发生模块产生的模拟畸变信号,通过数据采集模块对其进行数字化处理,主控单元模块采用ARM+DSP双核架构分别负责控制管理与运算计量,电源复位时钟管理模块负责供电与功耗管理、产生与分配复位以及提供时钟管理,人机交互模块选用LCD触摸屏配合显示屏进行操作与显示,采用Mail Box中断与共享内存相结合的方式实现双核之间的通信。在软件方面,对应双核架构主要分为两部分:ARM控制系统在ARM核嵌入Linux操作系统,实现对硬件资源的操作;DSP计量系统在DSP核嵌入DSP/BIOS操作系统,实现小波变换运算与电能计量;此外,通过DSPLINK实现双核间通信的软件设计。本文最后搭建相应的电能计量仿真测试系统并实现启动运行,完成典型畸变信号的仿真测试与结果分析,进行DSP数据处理时间的测试,验证本设计中电能合理计量方法的准确性与实时性。