一种基于动态测试信号建模与随机测量的电表误差测量方法

《Scientific Reports》：An error measurement method for electricity meters based on dynamic test signal modeling with random measurements

　　

摘要

针对智能电网中非线性高功率动态负载导致的电表测量误差问题，以及传统m序列测试信号存在的周期长、耗时高的问题，本文提出了一种基于动态测试信号建模的间接误差测量方法。首先，运用压缩感知理论构建结构化的正交伪随机测量矩阵，生成兼具随机性和简洁性的动态测试信号，从而在大幅降低测试序列维度的同时，准确保留实际动态负载的随机波动特性。其次，创新性地定义了动态电能的“游程长度似然函数”。通过高精度的同步门控控制机制消除时域内的随机截断效应，建立了将动态参考能量映射回稳态参考值的精确模型。实验验证表明，OPRM模型反映动态误差的能力与传统m序列相当。不过，单次测试时间从197分钟缩短至49分钟，时间成本降低了75%。同时，该系统的测试重复性低至0.0003%，扩展不确定度严格控制在0.1442%（包含因子k=2），使得动态电表的综合测量精度提升至0.15%以上。这项工作为大规模智能电表的快速高精度校准提供了核心技术支持。