(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210594715.9 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 云南电网有限责任公司 地址 650200 云南省昆明市拓东路73号 (72)发明人 钟尧　刘清蝉　李腾斌　常军超　 熊峻　谭太洋　林聪　梁佳麟　 起家琦　杨光润　 (74)专利代理 机构 南京禹为知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 32272 专利代理师 沈鑫 (51)Int.Cl. G01R 35/04(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种智能电能表运行误差监测系统 (57)摘要 本发明公开了一种智能电能表运行误差监 测系统， 该系统包括数据采集单元： 基于时间窗 口循环构建计量点下电能表的用电数据； 误差计 算单元： 根据该用电数据以及电能表 运行误差数 学模型生 成方程组， 求解该方程组确定电能表计 量点的计算误差； 置信 区间计算单元： 基于岭回 归模型分析计算当前计量点下台区噪声随机影 响该计算误差的置信区间； 比较单元： 判断该计 算误差与该置信区间的关系， 设置落入 该置信区 间的计算误差为电能表运行误差； 以及标记单 元： 设置超出该置信区间的计算误差为真实超 差， 并标识本次计量的超差电能表。 本发明提供 的智能电能表 运行误差监测系统， 可以更精确判 断电能表状态， 锁定超差户表 最大化减小误判并 可自动检出 是否有窃电。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115166619 A 2022.10.11 CN 115166619 A 1.一种智能电能表运行误差监测系统， 其特 征在于， 包括， 监测装置(100)， 其包括采集主站(101)、 集中器(102)、 台区电能表总表(103)、 变压器 (104)以及居民电能表户表(10 5)； 以及， 数据采集单 元(200)， 基于时间窗口循环采集计量 点下电能表的用电数据； 误差计算单元(300)， 根据所述用电数据以及电能表运行误差数学模型生成方程组， 求 解所述方程组确定电能表计量 点的计算 误差； 置信区间计算单元(400)， 基于岭回归模型分析计算当前计量点下台区噪声随机影响 所述计算 误差的置信区间； 比较单元(500)， 判断所述计算误差与所述置信区间的关系， 设置落入所述置信区间的 计算误差为电能表运行误差； 标记单元(600)， 设置超出所述置信区间的计算误差为真实超差， 并标识本次计量的超 差电能表。 发送单元(700)， 将所述超差电能表信息以及所述真实超差发送至所述台区电能表总 表(103)或采集主站(101)。 2.根据权利要求1所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述采集主站 (101)与集中器(102)通过GPRS连接， 所述台区电能表总表(103)设置在变压器(104)到居民 电能表户 表(105)的供电电缆线上， 并安装在变压器(104)附近， 且所述台区电能表总表 (103)与集中器(102)通过电力线载波(10 3a)连接。 3.根据权利要求1所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述用电数据包 括电能表日冻结 数据、 功率因数、 台区和电能表档案数据。 4.根据权利要求1所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述基于岭回归 模型分析计算当前计量 点下台区噪声随机影响计算 误差的置信区间的步骤 包括： 根据低压线路损耗的拟合残差和模型自由度估计台区的统计线损的噪声大小； 根据所述噪声大小与岭回归求 解的线性变换估计求 解系数上的噪声 波动方差； 根据系数分布函数、 所述噪声 波动方差以及预期置信度计算确定所述置信区间。 5.根据权利要求4所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述求解系数与 所述计算 误差相对应。 6.根据权利要求4所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述根据低压线 路损耗的拟合残差和模型自由度估计台区的统计线损的噪声大小的步骤 包括： 确定所述系数的岭回归解析解公式： θ ＝(XTX+R)‑1XTY； 其中， R为岭回归中正则矩阵； 将所述解析解公式代入数据矩阵X 得到台区的统计线损估计值 将所述统计线损估计值 转化所述线性变换： H＝X(XTX+R)‑1XT； 所述统计线损中噪声分布N(协方差矩阵s2I， s为噪声标准差， var(N)＝s2)经(I‑H)变换 后残余噪声的协方差矩阵为： cov((I‑H)N)＝(I ‑H)cov(N)(I ‑H)T ＝(I‑H)s2I(I‑H)T ＝s2(I‑HT‑H+HHT) 通过拟合所述残余噪音计算 的sse(sum  squared error)为所述协方差矩阵的迹以及权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115166619 A 2对噪声方差的估计， 并根据所述噪声方差计算所述噪声大小： sse＝trace(s2(I‑HT‑H+HHT)) ＝s2(trace(I)‑trace(2H)+t race(HHT)) ＝s2(m‑trace(2H‑HHT)) 其中， trace(2H‑HHT)为模型拟合噪声自由度。 7.根据权利要求6所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述根据 所述噪 声大小与岭回归求 解的线性变换估计求 解所述系数 上的噪声 波动方差的步骤 包括： 设P＝(XTX+R)‑1XT， 求解所述系数 上的噪声协方差矩阵： cov(Nθ)＝cov(PN) ＝Pcov(N)PT ＝s2PPT ＝s2(XTX+R)‑1XTX(XTX+R)‑1 所述噪声协方差矩阵的对角元 素[cov(Nθ)]ii即为对应系数θi上的噪声 波动方差 。 8.根据权利要求4所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述根据系数分 布函数、 所述噪声 波动方差以及预期置信度计算确定所述置信区间的步骤 包括： 根据 θi～N(0， [cov(Nθ)]ii)、 所述系数分布函数以及预期置信度p， 计算置信区间宽度b， 其中P(‑b≤θi≤b)＝p； 根据所述置信区间宽度确定所述置信区间。 9.根据权利要求1 ‑8任一所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述智能 电能表运行误差监测系统还包括智能电能表(800)， 所述智能电能表(800)包括处理器 (801)以及输入/输出(I/O)接口(802)， 所述输入/输出(I/O)接口(802)还包括输入模块 (803)、 输 出模块(804)、 存储模块(805)以及通信模块(806)， 还包括只读存储器ROM、 访问存 储器RAM、 存储在存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序， 所述处理器(801)执行 计算机程序时实现权利要求1 ‑8任一项所述的方法。 10.根据权利要求9所述的智能电能表运行误差监测系统， 其特征在于： 所述计算机程 序包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序， 所述计算机程序包括程序指 令， 当所述 程序指令被 计算机执 行时， 使所述计算机执 行权利要求1 ‑8任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115166619 A 3