随着输电网及其相关技术的不断发展与完善,输电网系统正变得越来越复杂,输电网的各种自动化设备均建立在对于系统的状态有一个实时且精确的观测与判断的基础之上,为此需要配备更快速且精确的量测装置来实现这个目标。近些年来,基于GPS技术的同步相量量测(SMT)技术得到了长足发展和不断完善,这也使得同步相量量测单元(PMU)的性能逐年升高而相对应的其技术成本则在不断降低,从而PMU在大型输电网系统中得以大量配备。基于GPS的同步功能,可以通过PMU获得准确度较高且实时性较好的电压、电流相量量测值,配合输电网状态估计技术,可以得到系统较为精确的实时状态信息。但获取这些实时状态的状态估计技术是建立在系统完全可观测的前提之下,即通过系统现有量测可以唯一确定一组系统状态量的解。此外,在某些情况下,可能还需要系统量测装置提供一组有冗余量测的量测集合,以保证系统在某些量测丢失或某些设备故障的情况下可以求解。目前所存在的最优PMU配置方法大部分针对于典型仿真系统的PMU配置,而忽略了实际PMU配置工作的复杂性,因此研究如何通过配置PMU以及其他传统量测设备来实现系统的完全可观测性问题具有重要的理论与实践意义。针对这个问题,本文整合了各种配置目标下的典型最优PMU配置策略,并通过MATLAB的GUI界面将不同方法统一到一个最优PMU配置工具中。文中首先对PMU优化配置问题进行了详尽的研究分析,构建了一种最优PMU配置问题的求解模型,将最优PMU配置问题转化为一个优化问题,通过线性规划算法的求解得到最优的PMU配置结果。其次,开发出一个基于MATLAB的最优PMU配置工具,通过程序优化及数据冗余性处理,使得该工具可以较快确定系统最优的PMU配置位置,以保证系统的完全可被观测性。利用在IEEE-14节点示例系统上设置不同PMU配置情况对本工具进行了仿真验证,分析确定了本工具的可靠与合理性。最后利用某输电网系统近十年的报表(ETYS),通过一定的简化策略将其报表数据转化为不同电压等级的拓扑结构,并通过最优PMU配置工具得到该系统在不同情况下(完全可观测、完全冗余、分阶段布置、PMU量测信道限制等)的最优PMU配置情况,对得到结果进行分析和对比,以对实际配置工作作出建议。通过算例仿真分析,结果验证了该PMU配置算法及工具的有效性,达到了快速获得系统完全可观测的PMU最优配置结果的目的,对于进一步提升电网的完全可观测性具有重要意义。