随着社会的发展，消费者对输电的质量要求越来越高，故输电网的保护问题也吸引了越来越多的研究者的关注。其中，广域保护系统是电网的重要组成部分，其通过相关设备对电网状态信息进行实时采集，并将信息上传给电网管理人员，从而为电网的控制决策制定提供了参考信息。同步相量测量装置（PMU）是广域保护系统的基础，对电网中母线的电压和线路中的电流进行测量，随后将测量数据上传到广域保护系统的数据处理中心。
鉴于PMU的价格以及电网的结构特征，在电网中所有节点上布置PMU是不现实而且也是不必要的，因此，结合输电网的拓扑结构特征以及线路电能流动特征，合理的布置PMU使得系统是完全可观测，是研究者所面临的一个问题。其次，由于种种原因导致电网中出现故障，如何利用PMU采集的信息快速的定位出故障发生的位置是是研究者需要解决的另一个问题。
针对输电网的广域保护问题，相关文献进行了详细的工作并提出多种技术和方法，但都针对具体的研究点进行研究，并没有将广域保护系统中PMU的使用和作用进行系统和深入的描述，本文从广域保护中PMU的布置以及故障定位间关系、PMU的优化布置以实现系统可观测性、有限个数PMU条件下故障定位的实现这三个方面来研究面向输电网广域保护的PMU配置。具体的工作如下：
1）广域保护系统的研究：分析输电网中广域保护系统的结构以及功能，参考相关文献了解广域保护系统与PMU之间的关系，将基于PMU的广域保护系统定义为三个阶段：PMU的优化布置、利用有限个PMU采集的数据进行故障定位、输电网的功能恢复三个阶段。本文考虑了前两个阶段的存在的问题并给出相应的解决方法，以及这两个阶段之间的关联关系。
2）实现PMU的优化配置：电网系统中的节点信息以及整个系统信息应当被管理人员所获取，而将给定数目的PMU布置在电力网络中母线上，以实现电力网络的可观测性，是实现广域保护功能所需要解决的一个重要问题。本文首先结合节点可观测性判据以及系统的拓扑结构，构建描述PMU布局方案性能的可观测矩阵；然后利用遗传算法对产生的PMU布置方案进行优化和筛选，以可观测性矩阵作为算法的评价指标。从而获得了最优的PMU布署方案，实现了电网系统的可观测性。
3）进行系统故障的定位，分析在大范围的电网系统中，将故障定位的问题从全局范围转换成区域范围。在PMU个数有限的前提条件下，对其进行配置以达到最大程度的系统可观测性，然后根据PMU的布置方案，将电网划分成多个区域，根据区域边界的电压相量和电流相量确定故障发生区域，再接着根据电网中的导纳、电压等之间的关系计算出故障在该区域中具体的位置。