同步相量测量技术是现代电力工业最重要的技术之一。基于GPS的同步相量测量单元(PMU)实现了电力系统的功角或母线电压相角直接可测。由于PMU量测具有精度高，全网严格同步，更新周期短等优点，所以同步相量测量技术在电力系统动态监视、安全稳定分析与控制和状态估计方面发挥着越来越重要的作用。电力系统的状态估计是能量管理系统(EMS：Energy Management System)和在线预决策系统的重要组成部分，EMS的其他高级应用软件均依赖于状态估计的结果。本文针对PMU量测在状态估计中的应用以及PMU数据质量评估问题进行了研究。本文简述了同步相量测量技术的国内外现状和发展趋势同时研究了电力系统状态估计的理论和发展，对电力系统状态估计的量测系统、电力网格和状态估计的量测方程进行了数学描述，阐述了三种基本方法。本文研究了PMU量测对状态估计的影响，对目前利用PMU量测的状态估计模型进行分析，仿真比较了四种典型的利用PMU量测的非线性模型的状态估计效果：提出了适合静态估计的基于等式约束二阶段估计模型(ECTSE)并模拟了当系统某节点负荷持续变化时，利用等效导纳法对非线性区域节点的状态量估计跟踪效果。最后采用IEEE14和57节点系统对该模型的有效性进行了验证。PMU算法在受到噪声、直流及非周期分量、谐波和频率泄漏这些因素的影响时，测量结果表现出一定的差异。如果这些数据应用于电力系统的动态控制领域，将有可能造成系统的误判甚至采取错误的控制动作，造成严重后果。为了更可靠的使用PMU数据，本文提出用平均绝对值之差的方法来计算PMU数据的质量参数，以衡量PMU数据的可信度，识别不良数据。仿真实验证明了所提出方法的有效性。