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相量测量单元（简称：PMU）是一种使用公共时间源进行同步用于估计电网中电相量（例如电压或电流）的大小和相角的设备。时间同步通常由GPS或IEEE 1588精确时间协议提供，该协议允许PMU对网格上多个远程点进行同步实时测量。PMU能够快速连续地从波形中捕获样本，并重构由角度测量和幅度测量组成的相量。所得的测量结果称为同步相量。这些时间同步的测量非常重要，因为如果电网的供需不完全匹配，频率失衡会在电网上造成压力，这可能是造成停电的原因。因此PMU可用于电力系统的动态监测、系统保护和系统分析和预测等领域．是保障电网安全运行的重要设备。

PMU也可用于测量电网中的频率，典型的商用PMU可以以非常高的时间分辨率报告测量值，每秒高达120个测量值。这可以帮助工程师分析网格中的动态事件，而传统的SCADA测量每2或4秒生成一次测量则是不可能的。因此，PMU为公用事业提供了增强的监视和控制功能，被认为是电力系统未来最重要的测量设备之一。PMU可以是专用设备，也可以将PMU功能合并到保护继电器或其他设备中。

目前世界范围内已安装使用数百台PMU。现场试验、运行以及应用研究的结果表明：同步相量测量技术在电力系统状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护、故障定位等方面获得了应用或有应用前景。