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一辆搭载24kWh电池组并且每天都需要充电的汽车可能使一个家庭每月的耗电量增加一倍或两倍。不难想象，为了提供这种能源增量，需要修建更多的电厂，输电线路的升级将变得更加困难。这正是智能电网概念出现的原因：需要对输电线路进行更加智能化的管理，以使能耗的谐波污染降至最低水平，使能源消耗在白天的分布更加均衡，由此跟上能耗增长的步伐。
智能电网的管理意味着对用户层面以及输电线路的实时了解。从工程角度来看，这里涉及到两件事：其一，必须始终测量大量的电量；其二，公用事业公司必须定期与测量这些电量的仪器进行通信。本文将探讨需要监控哪些电量，以及用于测量的各种架构。
假设有一个交流供电系统，其电压为v(t)，消耗电流为i(t)：
其中，Vk, Ik=各个谐波的均方根电压和电流，φk,γk=各个谐波的相位延迟，ω=2πf，基波的角速度。
总有功功率。有功功率为瞬时功率相对于整数线路周期数的均值：
之所以称为“总”有功功率是因为，其中包含了所有谐波上的有功功率的贡献。这是最后用户向公共事业公司支付的那部分。
基波有功功率。这是基波的有功功率：
t为应在用户与公共事业公司之间交换的唯一有功功率。该值可能为正，表示用户使用或“消耗”了电量，也可能为负，表示用户往电网中输送了电量。
谐波有功功率。这是一个谐波k的有功功率：
这类有功功率很重要，因为它会造成污染，不应存在于电网之中。正因如此，过去几年中，将基波有功功率与谐波有功功率分开变得非常重要。谐波有功功率的符号可以显示产生污染者以及消耗者。从智能电网角度来看，发现产生谐波有功功率的罪魁祸首对消除污染源非常重要。
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