随着坚强智能电网和泛在电力物联网的逐步推进,电网规模愈发庞大。基于本地信息的传统后备保护存在整定困难、误动作、整定时间长等缺陷,难以保证电网安全可靠运行的需要。广域后备保护可以利用全局信息进行故障判定,可作为传统后备保护的有力补充。PMU作为广域保护的核心元件,可以同步测量保护安装处的电气量信息,但其造价昂贵,考虑到经济性与故障可观测性,不能在所有母线布置PMU,所以,本文主要研究基于有限PMU配置的输电线路广域后备保护算法。本文首先从工作原理、优缺点等方面详细介绍了三种广域后备保护系统的结构,然后对常用的两种故障区域判别方法加以介绍,最后介绍了基于故障可观测性的PMU布局策略,为本文的广域后备保护算法奠定了基础。本文研究了一种有限相量测量单元(PMU)下基于双端测距和电压电流估计的广域后备保护算法。采用间隔母线布置PMU策略,将网络分成几个区域。对未布置PMU母线的总电流进行估计,根据其幅值是否超出阈值来检测疑似故障区域,采用t检验对该疑似故障区域进行数据不同步的检查与校正;利用各PMU数据,较精确地估计出未布置PMU母线的正序电压及其流向故障线路的电流,再利用双端测距原理,分别计算出各疑似线路的故障距离,在理论上分析了故障线路和正常线路的故障距离取值范围,建立了有限PMU下的输电线路故障检测判据。对于母线故障,将母差保护作为辅助的故障检测判据。IEEE39节点系统大量仿真实验表明,在各种故障情景下,本算法都能正确地检测故障线路,当线路参数存在一定误差时,仍具有较高的检测准确性,并具有一定的抗不同步能力。本文研究了一种有限PMU下基于节点故障注入电流的广域后备保护算法。在间隔母线布置PMU的策略下,首先根据广域差动法确定故障区域。然后针对该故障区域,估计与计算得到间隔母线布局下区域中各母线节点的电压和节点注入电流的故障分量,通过节点电压故障分量方程的推导,构造了故障区域的节点故障注入电流向量,分析了故障发生前后故障线路两端节点和正常母线节点的节点故障注入电流的变化特征,以此构造保护判据。在检测出故障线路的基础上还可计算得到故障点位置。IEEE39节点系统大量仿真实验表明,本算法不受故障位置、故障类型、过渡电阻等影响,在转换性故障、系统振荡再故障、非全相运行再故障、高斯白噪声等情景下,仍能正确地检测出故障线路,并且具备一定的抗参数变化能力。