本发明属于基于同步相量测量技术领域，尤其涉及一种基于PMU量测数据的数字化虚拟失步继电器，具体是一种利用PMU量测数据实现发电机失步保护继电器功能的数字化装置。本发明是对PMU数据进行离散傅里叶变换，并通过GPS授时功能对信号打上时标，求得广域范围内同一时刻的相角差；然后PMU以一定的频率将数据发送到CPU中，结合能量函数法和电压积分法，判断系统的静态稳定性以及通过PMU量测的电压、电流、功率、功角数据，计算系统能量变化判断是否有大扰动发生，利用PMU数据实现失步继电器功能。本发明利用PMU的量测数据和STM32单片机就能够实现失步继电器功能，有着自适应性好，可靠性高的优点，应用前景非常广泛。