[发明专利]电能表动态测试信号电能量值的压缩感知间接测量方法

说明书

本发明公开了一种电能表动态测试信号电能量值的压缩感知间接测量方法，该压缩感知间接测量方法，包括动态测试信号的模态分解单元，稳态与动态信号测量单元，动态电能量值计算单元构成；动态电能量值计算单元包括动态电能量值的间接测量模型和标准表电能量值的读取或累积，该间接测量模型具有三个输入辅助测量参量，根据该间接测量模型实现从动态测试信号电能量值到稳态测试信号电能量值的溯源；本发明涉及的动态测试信号电能量值压缩感知间接测量方法，解决了目前动态测试信号电能量值的准确测量理论问题，以及在伪随机动态测试信号条件下，电能表动态误差的测试问题，实现简单方便，可用于全面地测试电能表的动态误差特性。

1、技术领域

本发明涉及一种动态测试信号参考电能量值的压缩感知间接测量方法，尤其涉及一种可用于测量电能表动态误差测试信号的标准参考电能量值的间接方法,该方法可以用于测试智能电能表的动态误差特性。

2、背景技术

随着智能电网建设的持续发展，从电源和负载来看，智能电网呈现出两个新特性：第一，由于风能、太阳能和潮汐能等新电源的推广使用，使电网新型电源的输出功率呈现非稳态特性；第二，重工业用户的大功率动态负荷越来越多，如：炼钢电弧炉、电解铝、高铁电力机车等，电力负荷功率呈现出频繁随机动态变化特性。这些智能电网的新特性使电能生产和消耗的电能计量与智能电能表的动态误差测试都面临着新的挑战。目前智能电能表、电子式电能表和感应式电能表的生产、测试和检定都是在稳态条件下进行的，这将导致无法测试评价电能表的动态误差特性。电能表动态测试信号参考电能量值准确测量与溯源方法复杂，目前没有形成完善的动态测试信号的参考电能量值测量模型和准确测量与溯源方法，间接影响电能表的动态误差特性测试技术的进步。

3、发明内容

本发明是为了避免上述已有方法存在的不足之处，可简单且方便地实现动态测试信号参考电能量值的溯源，测量确定智能电能表动态电能量值，在解决测试电能表在大功率动态负荷下的动态误差特性测试问题中发挥重要作用。

本发明的目的在于解决智能电能表动态测试信号的参考电能量值测量问题，以及该标准参考电能量值的溯源问题，而发明的一种动态测试信号标准参考电能量值的压缩感知间接测量模型与方法，进而提高电能表的动态误差测试方法的准确度。间接测量模型是以易测量的稳态电能量和正特征值累积量M⁺与负特征值累积量M^-作为输入辅助测量参量，确定被测量动态参考电能量值的间接测量模型，从而给出从动态参考电能量值到间接测量模型的辅助稳态测试信号电能量值的溯源方法。

本发明所述的一种电能表动态测试信号电能量值的压缩感知间接测量方法，它采用动态测试电压和电流信号(1)，动态测试信号模态分解预处理单元(2)，稳态与动态信号测量单元(3)和动态电能量值计算单元(4)完成动态测试信号的参考电能量值测量和溯源。动态测试电压和电流信号(1)为三相/单相稳态测试电压信号u_k(t)与稳态电流信号i_k(t)、三相/单相动态测试电压信号与二幅值/三幅值调制的动态测试电流信号动态测试电压和电流信号(1)输入动态测试信号模态分解与处理单元(2)得到稳态功率信号与动态电流两种本征模态信号；两种本征模态信号分别由稳态与动态信号测量单元(3)测量，对于稳态功率信号采用标准电能表测量得到其电能量值E_S0，对动态电流本征模态信号，采用压缩感知测量矩阵测量得到该信号的正特征值累积量M⁺和负特征值累积量M^-；稳态电能量值E_S0、正特征值累积量M⁺与负特征值累积量M^-作为三个辅助测量参量，输入动态电能量值计算单元(4)中动态电能量值间接测量模型，采用动态测量算法计算动态测试信号的参考电能量值E_X0，由间接测量模型实现动态测试信号参考电能量值E_X0到稳态测试信号电能量值E_S0的溯源，采用参考电能量值E_X0和被测电能表输出的电能量值E_Z，计算给出电能表的动态误差。