探討智能電網計量及合適的架構
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一輛搭載24kWh電池組并且每天都需要充電的汽車可能使一個家庭每月的耗電量增加一倍或兩倍。不難想象，為了提供這種能源增量，需要修建更多的電廠，輸電線路的升級將變得更加困難。這正是智能電網概念出現的原因：需要對輸電線路進行更加智能化的管理，以使能耗的諧波污染降至最低水平，使能源消耗在白天的分布更加均衡，由此跟上能耗增長的步伐。
智能電網的管理意味著對用戶層面以及輸電線路的實時了解。從工程角度來看，這里涉及到兩件事：其一，必須始終測量大量的電量；其二，公用事業公司必須定期與測量這些電量的儀器進行通信。本文將探討需要監控哪些電量，以及用于測量的各種架構。
假設有一個交流供電系統，其電壓為v(t)，消耗電流為i(t)：
其中，Vk, Ik=各個諧波的均方根電壓和電流，φk,γk=各個諧波的相位延遲，ω=2πf，基波的角速度。
總有功功率。有功功率為瞬時功率相對于整數線路周期數的均值：
之所以稱為“總”有功功率是因為，其中包含了所有諧波上的有功功率的貢獻。這是最后用戶向公共事業公司支付的那部分。
基波有功功率。這是基波的有功功率：
t為應在用戶與公共事業公司之間交換的唯一有功功率。該值可能為正，表示用戶使用或“消耗”了電量，也可能為負，表示用戶往電網中輸送了電量。
諧波有功功率。這是一個諧波k的有功功率：
這類有功功率很重要，因為它會造成污染，不應存在于電網之中。正因如此，過去幾年中，將基波有功功率與諧波有功功率分開變得非常重要。諧波有功功率的符號可以顯示產生污染者以及消耗者。從智能電網角度來看，發現產生諧波有功功率的罪魁禍首對消除污染源非常重要。
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