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随着电力通讯和广域测量(WAMS)技术的发展，电力系统的实时运行信息能够可靠和准确获得，并且可以同时在时间和空间的两维坐标下实时研究和观察动态系统行为。因此，如何利用这些信息实施更有效的控制以应对电力系统的扰动、实施广域监测、在线预警和控制受到关注，本课题针对基于广域测量系统的电压稳定及控制策略进行研究。
近年来在世界范围内发生了多起电压失稳事件，促使电力界对电压稳定问题更为重视，它的警示作用使各国对电力系统安全问题都加强了防范。如何充分利用PMU相量测量，使其能在电压稳定性实时预测中发挥作用，为保证电网安全、经济运行服务，具有重要的安全、经济意义。我国是目前世界上安装PMU最多的国家，充分利用PMU的功能，建设具有中国特色的智能电网，实现输电网的有效预警、提高其安全性和自愈能力是电力工作者面临的挑战。
本论文对目前广域测量系统的发展和应用做了总结，并且借鉴国外经验，主要研究了PMU在广域测量系统中的一些应用，首先提出了一种对PMU的实时采样数据修正方法，解决了在频率偏差较小时可能出现的0/0型数据漂移的问题。然后采用多目标优化算法，得到系统N-1情况下的PMU优化配置方案。提出了一种基于矩阵摄动的谱聚类方法对电网进行分区，每个分区采用发电机节点无功变化量和负荷节点电压变化量为指标在线识别系统的电压薄弱节点，进而对电压薄弱节点提出了一种基于偏差量修正的迭代算法，实时跟踪戴维南等值参数，得到了静态电压分析的指标;使用记分准则对特征属性进行初步降维后，对已有的主成分析方法进行一些改进，将降维后的属性进行分类，分别提取主成分，把各类主成分合并起来作为支持向量机的训练输入，最终得到了静态电压稳定的分类器，同时提出了一种基于PMU的在线电压安全评估算法:利用电网数据库已有的数据离线建立电压安全评估决策树，根据PMU的实时采样数据动态对决策树进行更新，形成动态决策树，在线对电压安全进行监控，得到静态电压评估的两个指标;基于PMU测量信息的轨迹，提出了以二元数据表示暂态电压安全问题的方法，通过电压阈值和临界电压偏移持续时间来判别电压安全;分别通过一次、二次拟合，将临界电压偏移持续时间转换为电压形式的信息表达，此外提出了一种判别含有感应电动机暂态电压稳定的方法，将电压跌落和导纳变化指标作为识别暂态电压稳定的综合判据，得到了暂态电压评估方法和分析指标。最后基于已有的PMU数据，考虑到系统动态特性，主要挖掘了电压稳定的动态稳定指标，并推导了动态负荷模型电压动态线性指标的灵敏度，将其作为实施切负荷的作用因子;建立了以切负荷量最小为目标函数和电压指标偏差量为约束条件的切负荷优化模型;首次实现了分区多步切负荷的算法，提出以电压越限和指标超标的节点按严重程度进行动态排序，并实施多步动态优化切负荷。文中采用matlab编程，将PSSE，PSASP，BAP三个电力系统仿真软件的电网实际运行数据导入数据库，并编写了潮流、时域仿真，频率修正，实时戴维南等值，决策树，数据挖掘，薄弱电压节点识别，复杂网路分区，状态估计，以及PMU优化配置和实时优化切负荷多目标优化算法程序，采用IEEE-14节点，IEEE-30，IEEE-57，IEEE-118，IEEE-300，ERPI-36系统和华东电网的实际系统分别对各个算法进行仿真验证。