随着电源的多样化,以及电力电子技术在电力系统中的应用日益深入,不同时间尺度上的系统动态更加丰富,电力系统的暂态稳定问题也愈加复杂。同时,同步发电机在维持功率平衡方面的作用愈加凸显,同步发电机模型的选取是电力系统暂态稳定分析中的重要环节,与同步发电机七阶详细模型相比较,合理的降阶模型既能保持一定的准确性,又能降低稳定分析的计算负担,对提高稳定分析的效率具有重要意义。本文针对同步发电机模型的多时标特性,结合线性系统理论和奇异摄动方法,研究了状态变量的特征结构。主要完成了以下工作:（1）通过特征值分析,根据模态的变化速率划分时间尺度。分别采用特征值实部绝对值、特征值的模作为划分依据,并对比各模态的动态响应曲线来检验划分的有效性。计算结果显示,详细的同步发电机模型包含快动态,正常速率动态和慢动态;五阶模型忽略了快动态,三阶模型进一步忽略了正常速率动态,只保留了慢动态。（2）通过模态分析,根据变量在各模态中的贡献因子,确定各模态的主导状态变量。针对多机系统中,采用现有方法所得慢动态相关贡献因子计算结果过大的不足,提出基于单位化左特征向量的贡献因子计算方法,有效确定慢动态主导变量,并以三机系统为例进行验证。（3）通过变量分解,得到变量的慢分量,作为降价模型的初值,以此提高降阶模型的准确性。根据计算奇异摄动理论,采用gscheme法分解的到初值的快慢分量,比较分析了初值对降阶模型误差的影响。计算结果显示,经分解后,采用慢分量初值的五阶模型误差显著减小。多时标特性是同步发电机的固有属性,本文通过特征值分析划分系统模态的时间尺度,并通过模态分析确定主导状态变量,在此基础上通过初值修正,提高了降阶模型的准确性。