近年来智能电网中大功率动态负荷不断增加,负荷复杂的动态特性导致电能表在电能计量中出现较大超差,严重影响电量收费的准确性。因此,分析动态负荷的动态特性,找出其影响智能电能表准确计量的本质特性和特征参量,建立能够反映动态负荷本质特征的动态测试信号模型,对于评价智能电能表的动态误差,具有重要理论意义和实际应用价值。本文首先介绍了大功率动态负荷特性分析和功率分解方法的研究发展状况。其次,分析了电气化铁路和金属电弧炉两种常见大功率动态负荷的特性;定义了动态负荷随机过程,建立了动态负荷瞬时信号非平稳随机过程的数学模型;在负荷特性分析的基础上建立了动态负荷随机过程的准稳态项与动态项信号的调制模型。再次,介绍了基于小波变换的谐波分解方法;定义了准稳态信号分解准则,提出了一种动态负荷电流和功率基波瞬时信号准稳态与动态模态信号的最小二乘经验模态分解方法,将信号分为准稳态项和动态项;通过编写MATLAB程序对现场采集的信号进行了分解,给出了分解结果。然后,对分解得到的模态信号进行分析,定义了表征准稳态项和动态项本质特性的特征参量,据此,设计了动态误差测试实验,测试给出了动态负荷的动态特性对电能表动态误差的影响。实验结果表明:采用本文提出的本质特征参量,可以确定测试实验方案与设定测试信号参数,解决智能电能表动态误差测试问题。同时也证明了本文数学模型理论的可行性,模态分解方法的有效性。最后,针对HE5025动态误差测试装置的上位机软件部分进行了拓展研发,采用Visual Studio 2008软件开发平台和C++语言,设计开发了信号波形采集显示程序和精确电能串口通信程序,并在电能表动态误差测试装置中完成了调试及试验验证。