传统电网的信号采集系统SCADA/EMS已经不能满足日益复杂的电力系统的要求，基于统一时标采集信息的广域测量系统给传统的信号采集系统带来了新的生命力。而作为搭建广域测量系统的关键器件，同步相量测量单元(PMU)造价较为昂贵，而且我国广域测量系统正处在试点运行阶段，不可能在电网中的每一个节点上安装PMU。所以需要PMU优化配置方案来满足动态监控全网的目的，也能满足现今过渡阶段经济性的要求。根据以上要求本文第一部分首先以电网完全可观测为目标，搭建了在不考虑电网中各个节点实际情况下的基本配置模型，通过仿真验证搭建的基本模型仅用很少的PMU就使得电网满足完全可观测。在此基础上通过对基本模型的改进，得到可以求得多个可行解的改进模型，为电网配置PMU提供了多个可行方案。基于上述基本模型,本文还考虑了电网中可能会出现零注入节点的情况下进行PMU优化配置，从算例分析中可得出因加入零注入节点使得用更少的PMU达到电网完全可观测。在实际电网运行中，每个节点都有不同的指标会影响到PMU的正常安装和运行，所以考虑电网中实际情况来配置PMU是非常必要的，所以在考虑电网中各种实际情况下，引入加权平均值法对电网中每个节点进行评分，利用修正后的算法进行PMU优化配置，将PMU安装在最需要的节点上。因PMU的造价昂贵，且广域测量系统正在试点运行阶段，最后提出一种PMU分段安装的配置方法，通过仿真结果可知在每个阶段都能最大效率的利用PMU，电网达到最大可观测深度。输电线路发生故障对人民日常生活、工农业生产都具有恶劣的影响，对国民经济造成巨大损失。此外，由于现在城市化的蓬勃发展，配电网规模也急剧增大，并有多分支多节点的特点。当这样的配电网发生故障后，因支路繁多不能快速准确的找出故障点，造成局部停电影响经济发展和人民生活。本文第二部分首先根据PMU所测得的电压相量和电流相量搭建了双端故障定位模型，从仿真结果可看出故障定位速度快且定位误差小。根据双端故障定位算法导出了三端故障定位算法，三端故障定位算法较双端故障定位算法多出了一个故障定位指标，通过这两个故障定位指标的关系最终确定故障发生位置。随着输电网、配电网的快速发展，电网拓扑结构中出现了多条分支线路，所以简单的双端故障定位或三端故障定位线路不能满足要求。由三端故障定位线路引出多端故障定位算法，根据多个故障定位指标之间的关系确定故障发生位置。通过算例分析可看出此算法可较为准确快速的定位故障，具有一定的工程实用性。