利用广域测量系统的相量测量信息，与传统的常规保护配合实现对故障进行快速、可靠和精确的切除，同时能对切除故障后或经受大扰动的系统进行在线安全分析，必要时采用适当的措施防止系统发生大范围或全系统停电，这种能够同时实现继电保护和自动控制功能的保护系统就称为广域保护。
利用广域测量系统的相量测量信息，与传统的常规保护配合实现对故障进行快速、可靠和精确的切除，同时能对切除故障后或经受大扰动的系统进行在线安全分析，必要时采用适当的措施防止系统发生大范围或全系统停电，这种能够同时实现继电保护和自动控制功能的保护系统就称为广域保护。
广域保护的主要功能有三个，一是通过采集电网各个节点的数据，经计算后确定一定的控制手段以维持电网的安全稳定运行；二是实时掌握及充分利用电网的输电能力；三是提供更准确的电网规划方案。
传统的继电保护主要集中于元件保护，以发电机、线路、母线、变压器和电动机等为保护对象，以切除被保护元件内部故障为己任，主要通过开关动作来实现故障隔离，各电力设备的主保护相互独立，不顾及故障元件被切除后，剩余电力系统中的潮流转移引起的后果。而广域保护利用广域测量系统的相量测量信息，实现对故障进行快速、可靠和精确的切除，同时能对切除故障后或经受大扰动的系统进行在线实时安全分析，必要时采用适当的措施防止系统发生大范围或全系统停电。
目前提出的广域保护系统可以分为两类:一类是利用广域信息，主要具有安全监视、控制、稳定边界计算及状态估计等功能，其侧重点在广域信息的利用和安全功能的实现;另一类则是利用广域信息，完成继电保护功能。
由于区域电网互联的发展及数次大停电的影响，各国电力工作者都在进行广域保护系统的研究。由于我国电网结构和运行方式的特殊性，目前对广域保护的应用需求还不是特别迫切，但一些区域安全稳定装置也已经投入运行。研究者中对几种不同类型的广域保护系统进行了总结，根据影响电力系统稳定的三类问题，提出广域保护系统要满足“三道防线”要求，并指出构建广域保护系统需要开展的几方面的研究工作。研究者提出一种利用电流差动原理的广域后备保护方案，通过对广域范围内的故障电流及开关位置信息的采集和综合分析，判断故障区域和开关动作情况，利用实时网络拓扑图和跳闸函数实现最优后备保护跳闸方案。研究者针对集中式结构的广域保护终端TE缺乏必要的自治性，一旦CE出现故障，很可能造成整个广域保护区内断路器无序跳闸或误动，而分布式结构的广域后备保护系统中，各保护IED具备一定的自治性和交互性，随着系统规模的扩大，IED数目的增多，必然导致IED之间通信网络的复杂程度大大增加，就某一个IED可靠动作而言，并不需要知道整个电网的状态信息，过多的信息交互反而可能导致保护处理过程的繁琐甚至混乱的问题，提出一种将两者相结合的集中-分布式结构的广域保护系统，将广域大电网按照一定原则进行区域划分，在各区域电网内，各保护IED按照分布控制模式完成广域后备保护任务，每个区域电网配置一个控制中心CE，通过从IED获取信息监视区域电网运行状态。在各个CE之上再设置一个广域保护系统中心（SystemCenter，SC），SC收集各个CE的状态信息，监测整个广域电网的运行状况。
用于故障切除后或受到大扰动后的电力系统稳定的保护控制系统在不同国家使用的名称有所不同，西方国家多称为特殊保护系统（SpecialProtectionSystem，SPS），或补救控制系统（RemedialActionScheme，RAS），而在我国一般称作安全自动装置。
稳控系统在电网保护控制中是基本定位于常规保护及数据采集和监测控制系统/能量管理系统（SCADA/EMS）之间的系统保护控制手段。研究者介绍了加拿大的Hydro-Quebec电力公司自行开发的可编程减负荷系统PLSS。该稳控系统包括4个子系统，即严重扰动检测子系统（ECDS）；远程系统减负荷子系统（RLSS）；发电机切除子系统（GRS）；可编程减负荷子系统（PLSS）。涉及的稳定问题包括电压崩溃和暂态稳定，系统反应时间在200ms左右。
而巴西的SPS系统完全采用商业化的PLC组成，其稳控系统将整个电网分为多个稳定安全区，各个稳定安全区依各区电网情况投入SPS系统，各区SPS的主PLC（可编程逻辑控制器）安装在变电站，通信通道为双通道备用，整个SPS的响应时间在200ms左右。
建立三层结构的广域保护，首先要实现的是广域监视，为此需要利用WAMS。而WAMS一般以PMU为基础。基于相量测量单元（PhasorMeasurementUnit，PMU）的广域测量系统实现了互联电网多点同步运行状态的实时监测，满足了电网实时监测系统所提出的空间上广域和时间上同步的要求。在WAMS将多个PMU设备连接到一台称为数据集中器的个人计算机上，同时在该数据集中器上增加控制与保护功能，并提供与上层系统进行通信的Hub，该系统就成为了一个本地保护中心，进而实现整个系统的实时监视与控制。WAMS在电力系统中的成功应用，为广域保护的实现提供了技术条件。基于相角测量值进行广域测量系统/广域保护实例之一是采用相角测量值进行状态估计。研究者介绍了西班牙的CSE（SevillanadeElectrical，CSE）电力公司建立的第一个利用相角测量来进行状态估计的SCADA在线系统。该系统能读取电压正序分量，其状态估计值比测量值更接近真实值。
研究者介绍了北美WSCC的基于相角测量的广域测量系统WAMS。可以说该系统是目前规模最大的。WSCC的广域测量系统WAMS的目的是实现系统的动态扰动监视。其功能主要是实时连续测量监视和记录事件，另外具有非常强的分析建模功能。WSCC的WAMS读取分析系统（工程师站）具有特殊的数据库管理工具来管理功角矢量数据，称为WAMS数据库管理器。
基于广域测量系统及动态安全分析技术的广域保护应用前景广泛，主要体现在以下几个方面：
1）系统监测及事故记录。广域测量系统记录下的数据可用来复现事故过程，评估保护动作，从而改进系统发生类似故障的安全性。
2）状态估计。由于PMU能提供实时、同步的电网运行数据，将PMU提供的量测量和RTU的量测量一起加到状态估计中可以增加冗余度。如果能充分利用统一时标的信息，基于WAMS的系统状态估计的精度将大幅度提高。
3）与传统保护和SCADA/EMS系统的整合。传统的线路及装置保护的任务是将故障与系统隔离，快速性是其最基本的要求之一。而广域保护因为需要通信并进行相对复杂的计算，在时间上很难达到传统保护的要求，因此，广域保护并不能替代传统保护。但另一方面，广域保护将系统作为一个整体考虑的优势也是传统保护所不具备的，广域保护可以作为线路和装置保护的后备保护。若能利用广域保护对系统运行状况的计算结果实时修改保护的门槛值，就能有效防止级联事故的发生。此外利用广域测量可以实现自适应的纵联保护、距离保护、自动重合闸及失步保护等。
4）与多Agent体系结构相结合。Agent是一些具有自主性、社会性、反应性、目的性和适应性的实体，多个Agent可以构成多Agent系统，它们之间共享信息、知识及任务描述，多Agent通过单个Agent的能力及某种通信方法来协调它们的作用、分配和收集信息，以实现总体目标。多Agent体系结构可以使广域保护系统更加开放、更具模块化，还能缓解对通信系统的压力，增强对大事故的处理能力。
5）建立新的信息交换及预警机制。分析北美电网一年的次扰动可知，在扰动发生时，一方面，调度员对系统状况特别是相邻电网的状况缺乏了解，这使得在事故扩大的过程中，调度员不能有效地采取措施；另一方面，扰动发生时，对于纷纷响起的各种报警信息，调度员往往不知所措，很难辨别系统当时真正的状况。因此，需要建立新的信息交换系统，实现各区域间关键数据的交换；同时，在扰动发生时，实现信息的过滤，仅将最重要的信息反馈给调度员。
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