同步相量測量裝置（PMU：phasor measurement unit）是利用全球定位系統(tǒng)（GPS）秒脈沖作為同步時鐘構(gòu)成的相量測量單元。可用于電力系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測、系統(tǒng)保護(hù)和系統(tǒng)分析和預(yù)測等領(lǐng)域．是保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要設(shè)備。目前世界范圍內(nèi)已安裝使用數(shù)百臺PMU。

PMU的基本原理為：濾波處理后的交流信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器量化，微處理器按照算法計算出相量。依照IEEE標(biāo)準(zhǔn)1344- 1995規(guī)定的形式將正序相量、時間標(biāo)記等裝配成報文，通過專用通道傳送到遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)集中器。數(shù)據(jù)集中器收集來自各個PMU的信息，為全系統(tǒng)的監(jiān)視、保護(hù)和控制提供數(shù)據(jù)。

同步相量測量技術(shù)在電力系統(tǒng)狀態(tài)估計與動態(tài)監(jiān)視、穩(wěn)定預(yù)測與控制、模型驗證、繼電保護(hù)、故障定位等方面獲得了應(yīng)用或有應(yīng)用前景。

（1） 狀態(tài)估計與動態(tài)監(jiān)視：狀態(tài)估計是現(xiàn)代能量管理系統(tǒng)（ems）最重要的功能之一。傳統(tǒng)的狀態(tài)估計使用非同步的多種測量（如有功、無功功率，電壓、電流幅值等），通過迭代的方法求出電力系統(tǒng)的狀態(tài)，這個過程通常耗時幾秒鐘到幾分鐘，一般只適用于靜態(tài)狀態(tài)估計。

（2） 穩(wěn)定預(yù)測與控制：同步相量測量技術(shù)可在擾動后的一個觀察窗內(nèi)實時監(jiān)視、記錄動態(tài)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以預(yù)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制決策。基于同步相量測量技術(shù)，采用模糊神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測和控制決策，取pmu所提供的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度以及由轉(zhuǎn)子角度推算出的速度（變化率）等作為神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的輸入，輸出對應(yīng)穩(wěn)定、不穩(wěn)定。在弱節(jié)點(diǎn)處安裝pmu，可以觀測電壓穩(wěn)定性。pss利用pmu所提供的廣域相量作為輸入，構(gòu)成全局控制環(huán)，可以消除區(qū)域間振蕩。

（3） 模型驗證：電力系統(tǒng)的許多運(yùn)行極限是在數(shù)值仿真的基礎(chǔ)上得到的，而仿真程序是否正確在很大程序上取決于所采用的模型。同步相量測量技術(shù)使直接觀察擾動后的系統(tǒng)振蕩成為可能，比較觀察所得的數(shù)據(jù)與仿真的結(jié)果是否一致以驗證模型，修正模型直到二者一致。

（4） 繼電保護(hù)和故障定位：同步相量測量技術(shù)能提高設(shè)備保護(hù)、系統(tǒng)保護(hù)等各類保護(hù)的效率，最顯著的例子就是自適應(yīng)失步保護(hù)。對故障點(diǎn)的準(zhǔn)確定位將簡化和加快輸電線路的維護(hù)和修復(fù)工作，從而提高電力系統(tǒng)供電的連續(xù)性和可靠性。傳統(tǒng)的單端型故障定位方法是基于電抗測量原理，這種方法的精度將受故障電阻、系統(tǒng)阻抗、線路對稱情況和負(fù)荷情況等多種因素的影響。解決這一問題的根本出路是利用線路兩端同步測量的電壓和電流相量進(jìn)行故障距離的求解，能獲得高精度和高穩(wěn)定性的定位結(jié)果。

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