1.1 研究目的及意义

电能是国民经济和人民生活的主要能源，电能的计量涉及发电、供电和用电三方的经济利益。配电系统自动化是城市电网规划设计的重要内容，实施配电系统自动化可以提高供电可靠性、提高供电质量、提高服务质量、提高企业的经济效益和管理水平，使供电企业和用户双方受益。配电自动化对配电仪表提出了数字化、智能化、网络化的新要求。多功能配电仪表的出现，推进了配电自动化系统的不断发展。

电力从生产到消耗一般经过发电、输电、变电、配电和用电五个主要环节。如按供需关系总体上分为电力供应侧和电力需求侧，电力供应侧管理指从电组织供应、水库水位调节和其他能源形式开始，到调度机组发电、输电及变电的全过程管理；而电力需求侧管理指为提高电力资源利用效率，改进用电方式，实现安全用电、节约用电、有序用电所开展的相关配电和用电过程管理。

电力需求侧管理主要由配用电电力信息采集、数据管理分析、配用电优化方案实施及结果评估等主要环节构成，智能电力仪表是电力信息采集的最主要的基础设备。智能电力仪表通过测量相关电力参数，跟踪用电设备或线路的运行状况，实现电力监控、电能管理和电气安全的功能。用户将智能电力仪表组成网络系统，将每台仪表测量的数据即时传输到计算机管理系统。汇总分析采集的数据后，管理员可以在人机交互界面一目了然的掌握整个用电系统的运行情况，便于发现和解决用电故障，找出高耗能的原因，实现可靠用电、安全用电和节约用电。

1.2 国内外研究现状

电能表在电能管理应用中占据重要的地位，其性能不但关系到电能管理的效率，而且对电能管理的水平有着直接的影响。电能表诞生有一百多年历史，在这期间，电力系统及其带动的相关产业得到了不断的发展，电能表性能和功能方面的要求也不断得到提高。近些年来，计算机技术、通信技术和电子技术等获得了飞速的发展，为电子式电能表的不断更新提供了技术上的支撑。

电力仪表总体而言经历了指针式仪表、数字显示式仪表和智能仪表三个阶段。

现阶段国内外电力仪表都向着智能化方向发展，对仪表的测量精度、数据分析、数据交互、可靠性提出更高需求。国内外许多企业对智能电力仪表进行了技术研究和产品设计，国外企业代表如法国索克曼溯高美公司、法国施耐德电气公司和美国福禄克公司。国内企业代表如长沙威胜、上海安科瑞、江苏斯菲尔。目前国内外智能电力仪表的主要方案为高精度AD、高精度基准、DSP运算和ARM管理组成，此方案虽然能保证很高的测量精度，但是由于电路复杂，在产品稳定性和经济性方面的劣势比较突出。近年来，很多芯片厂家研发出了适用于电力测量的高精度、高集成度芯片，如MSP430F149、IDT90E36、ADI7880、ATT7022C等。这些专用的测量芯片具有测量精度高、外围电路简单、可靠性高和成本低等特点，非常适合应用于智能电力仪表。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

本监测装置主要以16位MSP430F149单片机为微处理器,以数字信号处理技术为出发点,对电压和电流有效值、视在功率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波电压和电流含量、总谐波畸变度、尖峰平谷分时电能多个电力参数进行计算和监测,采用更灵活、更准确的数字信号处理算法程序进行数据处理,减少硬件成本,使电力参数监测符合数字化技术发展的需要，该要求在实际开发过程中十分重要。