Eine Phasor Measurement Unit (PMU) ist ein Mittel zur Messung der Phasendifferenz und der Amplituden periodischer Sinuswellen und soll die Qualität von Wechselstrom (AC) verfolgen, der von Energieversorgungsunternehmen im Stromnetz bereitgestellt wird . Der Zeiger in einer Zeigermesseinheit bezieht sich auf das mathematische Modell eines Vektors mit Richtung und Amplitude elektrischer Wellen. Wenn man sich auf die periodische Natur von AC bezieht, ist der Phasor ein spezifischer Vektortyp, der nur eine Phasenbeziehung zu seiner Referenzphase hat. Wenn in der elektrischen Energieübertragung nur ein Generator vorhanden ist, ist ein Zeigermesswerkzeug kaum erforderlich. Netze haben jedoch mehrere Generatoren, die dasselbe Stromverteilungssystem speisen.
Eine Generatoreinheit in einem Stromerzeugungssystem muss in der Lage sein, ihre Phase und Amplitude mit anderen Generatoreinheiten zu synchronisieren. Beispielsweise vervollständigt eine Netzfrequenz von 60 Zyklen pro Sekunde (cps) oder 60 Hertz (Hz) alle etwa 0.0166667 Sekunden einen Zyklus. Die Zeigerdifferenz zwischen den Ausgängen einzelner Generatoren im System muss sehr nahe Null sein. Diese Zeigerdifferenz erhöht sich, wenn ein Generator etwas schneller oder etwas langsamer als die anderen Generatoren läuft oder eine Leistung hat, die schließlich höher oder niedriger als der erforderliche Nettopegel war.
Zwei 5-Kilovolt-Ampere (kVA)-Generatoren bei 110 Volt (V) und 60 Hz demonstrieren die Bedeutung einer Zeigermesseinheit. Ohne Synchronisation laufen diese beiden Generatoren und liefern jeweils eine Leistung von 110 Volt Wechselstrom (VAC) bei 60 Hz. Diese beiden Generatoren mit halber Kapazität können Notstrom für zwei Sätze von Lampen und Geräten mit jeweils etwa 2.5 Kilowatt (kW) liefern, was etwa 22.8 A entspricht. Dieses System mit zwei Generatoren erfordert keine PMU, da die beiden Generatoren nicht eingeschaltet sind die gleiche Schaltung.
Um zwei Generatoren, die in Frequenz und Phase synchronisiert werden müssen, an ein Netz anzuschließen, ist eine Zeigermesseinheit erforderlich. Zwei Generatoren können 110 VAC bei genau 60 Hz erzeugen. Wenn diese Generatorausgänge genau null Grad Phasendifferenz aufweisen, können die Ausgänge dieser Generatoren miteinander verdrahtet werden, um ein Gitter zu bilden. Um sicherzustellen, dass die Generatoren jederzeit synchronisiert sind, wird spezielle Hard- und Software verwendet. Jede Ausnahme kann zu einem teilweisen bis vollständigen Netzausfall führen.
Die Phasor-Messeinheit wird für die Automatisierung von Stromnetzen benötigt, um ein Smart Grid zu bilden. Mit Hilfe eines Global Positioning Systems (GPS) können genaue Frequenz- und Phasenausgänge mehrerer Kraftwerksgeneratoren durch die PMU und die Steuerungsausrüstung synchronisiert werden. Die genaue und präzise Steuerung dieser Kraftwerke im gesamten Netz, zusammen mit berechneten Kompensationen für die elektrischen Eigenschaften des Übertragungsnetzes und der Bedarfsstatistik, ermöglicht eine kontinuierliche Stromversorgung durch das Versorgungsunternehmen.