状态估计是电力系统EMS中用以保证实时数据质量,使EMS其他高级功能正常运行的核心环节。而电力系统可观测是状态估计能够良好运行的前提,可观测性分析算法的好坏将直接影响状态估计的性能。如今电网规模日趋庞大,电网调度运行愈发复杂。对大规模电力系统进行可观测性分析时,直接全网搜索生成树的传统拓扑算法容易出现组合爆炸问题,数值算法的计算时间和不稳定性随系统规模的增大而增加。为了解决这些问题,本文提出了一种拓扑-数值混合可观测性分析算法。该算法首先借鉴SCADA量测下基于潮流定解的拓扑可观测性分析方法的基本思想,利用量测岛合并原则和拓扑合并规则,从网络局部开始递归合并量测岛来简化网络规模。拓扑分析后,针对由量测岛边界节点和岛际不可观测支路组成的简化网不连通的问题,依据量测岛内至多只有一个未知状态变量的基本原理,该方法提出在量测岛内部的边界节点间添加配有潮流伪测量的等值支路,以连接简化网内不相连的部分。随后针对连通简化网,本文采用改进的基于解耦直流模型的数值可观测性分析方法判断网络最终的可观测性。同时,本文论证了该混合方法的基本思想同样适用于PMU量测下的可观测性分析,并基于PMU量测的特点对该方法进行部分修正,在拓扑部分新增了两条PMU量测岛合并规则,最终提出了基于PMU量测的混合可观测性分析方法。最后,本文构造不同规模的算例对该方法和现有方法进行测试,最终验证了该方法在大规模电力系统中的有效性和实用性。