在智能配电网的背景下，大规模的分布式电源和柔性负荷接入，改变了配电网潮流单一流向的传统格局，极大地影响着配电系统供电的质量和可靠性，同时对配电系统的量测水平提出了更高的要求。同步相量量测技术大幅提高了量测的实时性、精确性和同步性，能够为配电网的运行控制和能量管理提供强大的数据支撑和新的决策手段。受限于较高的成本，同步相量量测装置在配电网中的配置和应用仍然需要逐步推进，从而导致不同配电网络的PMU配置条件和技术需求不尽相同。本文针对不同PMU量测配置条件的配电网络，研究了基于同步相量量测的电压-功率灵敏度估计及电压控制方法。主要工作如下：
　　1）针对不依赖模型参数完全PMU可观的配电网络，研究并发展了基于PMU量测的配电网电压-功率灵敏度估计方法。考虑PMU量测数据中噪声和坏数据的影响，提出了基于PMU的配电网电压-功率灵敏度鲁棒估计方法；考虑潮流雅可比矩阵的稀疏性，提出了基于相关性改进的稀疏恢复算法，降低了灵敏度估计对量测数据量的需求，提高了估计精度和计算速度；进一步提出了同时考虑鲁棒性和稀疏性的配电网电压-功率灵敏度估计方法，并将其应用于配电网的拓扑辨识问题。
　　2）针对部分模型参数可用和多种传统量测共存的配电网络，提出了配电网PMU优化配置方法。考虑配电网络的拓扑变化、线路参数未知、零注入节点、传统量测以及已有PMU量测对优化配置问题的影响，以及各种影响因素之间的关联关系，建立了基于整数线性规划的配电网PMU优化配置模型。保证了不同拓扑连接关系下配电网的可观性，并降低了PMU配置的需求数量。
　　3）针对不可观测的配电网络，提出了面向灵敏度估计的配电网PMU量测模型等值方法。提出了基于PMU量测的配电网络等值模型，将不可观测的配电网络化简为不依赖模型参数完全可观的配电网络；利用改进卡尔曼滤波算法对等值参数进行估计，提高了参数估计的精确性和鲁棒性；利用估计得到的等值参数，实现了在量测数据中含有量测噪声和坏数据情况下对化简后的配电网络电压-功率灵敏度的精确计算。
　　4）针对不可观测的配电网络，提出了基于PMU量测的配电网改进电压-功率灵敏度估计与电压控制方法。建立了电压变化与功率变化之间的非线性灵敏度关系模型，解决了系统运行状态变化和电压-功率关系非线性导致线性灵敏度参数近似误差较大的问题；利用PMU量测数据对所提出的灵敏度参数进行估计，并根据得到的灵敏度参数，提出了基于量测的配电网电压控制策略，提高了电压控制问题的求解效率，降低了对量测配置的需求，避免了线路参数误差对控制结果的影响。