同步相量测量装置（Phasor measurement unit,PMU）因其同步性和快速性成为监测电力系统的有效工具之一,可为电力电子化电力系统特性研究提供可靠有效的全景同步测量数据。然而,由于缺乏有效的PMU实验室与现场测试方法与技术,实际PMU数据中存在20%～30%的坏数据,严重时甚至导致错误告警与控制命令。因此,论文以适用于PMU校准的高精度同步相量测量方法及测试平台研发为题,研究PMU入网前的实验室测试和投运后的现场测试方法,并研发相应的测试平台,全面保证PMU的数据质量和测量性能。论文的主要创新点如下:（1）针对现有PMU实验室测试采用多个非线性拟合模型、导致测试繁琐与求解复杂的问题,建立了基波信号通用非线性拟合模型,减少了非线性未知数个数;推导了相量拟合系数和频率之间的数学关系,提出了相量拟合参数的迭代计算方法,实现了非线性时变参数的线性高精度拟合;提出了基于微分器频域特性的频率和频率变化率高精度测量方法,为PMU实验室测试提供了基准值。（2）针对PMU现场测试信号复杂、亟需进行信噪辨识的问题,提出了基于噪声功率谱卡方分布特性的噪声含量自适应辨识方法,进而提出了阈值降噪方法,减小了噪声造成的基准相量测量误差;揭示了信号突变时的能量泄漏特性、以及振荡分量奇异值谱与幅值谱间的关系,提出了基于奇异值时变曲线及其衰减特性的非线性动态信号类型辨识方法,为现场PMU的性能评价提供了参考依据。（3）针对现场信号类型未知导致现有依赖信号模型的基准相量时域拟合方法无法适用的问题,建立了相量测量算法的通用设计框架,将相量测量由时域拟合转化为频域动态提取;推导了测试需求与特征频带滤波器参数之间的数学关系,将对算法特性的要求转换为了滤波器参数范围的要求,提出了基于复系数特征频带滤波器的现场基准相量测量方法,为PMU现场测试提供了基准值。（4）揭示了对时误差和采样误差对相量精度的影响机理,并进行了硬件选型,提出了基于自适应锁相分频技术的高精度同步采样方法,基于此研制了基准PMU,进一步研发了 PMU实验室与现场测试平台软件,最终搭建了基于基准PMU的PMU自动化测试平台。测试表明该测试平台可有效实现PMU的实验室和现场测试,填补了国内在基于基准PMU的PMU测试技术领域的空白。