Un’unità di misurazione del fasore (PMU) è un mezzo per fornire una misurazione della differenza di fase e delle ampiezze delle onde sinusoidali periodiche e ha lo scopo di monitorare la qualità della corrente alternata (AC) fornita dalle società di servizi di alimentazione elettrica sulla rete elettrica . Il fasore in un’unità di misura del fasore si riferisce al modello matematico di un vettore con direzione e ampiezza delle onde elettriche. Quando si fa riferimento alla natura periodica di AC, il fasore è un tipo specifico di vettore che ha solo una relazione di fase con la sua fase di riferimento. Se c’è un solo generatore nella trasmissione di energia elettrica, c’è poco bisogno di uno strumento di misurazione del fasore. Le reti, tuttavia, hanno diversi generatori che alimentano lo stesso sistema di distribuzione dell’energia.
Un’unità di generazione in un sistema di generazione di energia deve essere in grado di sincronizzare la sua fase e ampiezza con altre unità di generazione. Ad esempio, una frequenza di utilità di 60 cicli al secondo (cps) o 60 hertz (Hz) completa un ciclo ogni circa 0.0166667 secondi. La differenza di fase tra le uscite dei singoli generatori del sistema deve essere molto vicina allo zero. Questa differenza di fase aumenta quando un generatore funziona solo un po’ più velocemente o solo un po’ più lentamente degli altri generatori, o ha un’uscita che alla fine era superiore o inferiore al livello netto richiesto.
Due generatori da 5 kilovolt-ampere (kVA) a 110 volt (V) e 60 Hz dimostrano il significato di un’unità di misura del fasore. Senza sincronizzazione, questi due generatori funzioneranno e ciascuno fornirà un’uscita di 110 volt di corrente alternata (VAC) a 60 Hz. Questi due generatori a metà della capacità possono fornire energia di emergenza a due gruppi di luci ed apparecchi di circa 2.5 kilowatt (kW) ciascuno, che corrisponde a circa 22.8 A. Questo sistema di doppio generatore non richiede alcuna PMU perché i due generatori non sono in lo stesso circuito.
Il collegamento di due generatori, che devono essere sincronizzati in frequenza e in fase, a una rete richiede un’unità di misura del fasore. Due generatori possono generare 110 VAC esattamente a 60 Hz. Se queste uscite del generatore sono esattamente zero gradi di differenza di fase, le uscite di questi generatori possono essere cablate insieme per formare una griglia. Vengono utilizzati hardware e software speciali per garantire che i generatori siano sempre sincronizzati. Qualsiasi eccezione può comportare un blackout parziale o totale della rete.
L’unità di misura del fasore è necessaria per l’automazione del sistema di alimentazione per formare una rete intelligente. Con l’aiuto di un sistema di posizionamento globale (GPS), la frequenza precisa e le uscite di fase di diversi generatori di centrali elettriche possono essere sincronizzate dalla PMU e dalle apparecchiature di controllo. Accurato e preciso, il controllo di queste centrali elettriche su tutta la rete, insieme alle compensazioni calcolate per le caratteristiche elettriche del sistema di trasmissione e alle statistiche sulla domanda, rende l’energia elettrica continua una realtà.