电力系统稳定性分析对保证系统安全稳定运行十分重要。对中长期电力系统稳定性分析而言,保证汽轮机及其调速系统模型及参数的准确程度十分关键。因此,研究适合汽轮机及其调速系统模型的高精度辨识方法具有重要的理论研究价值和工程应用前景。本文的主要工作如下:首先,本文介绍了汽轮机及其调速系统的工作原理及数学模型。通过分析其结构和原理,结合BPA中的典型汽轮机电液调节系统模型,提出了更符合实际情况的包含时滞环节的改进执行机构模型;并对各部分模型中的参数进行了定性分析,进而确定了模型中各环节的待辨识参数。其次,为了解决实际辨识工作中仍然存在的一些问题,本文根据相关试验标准介绍了汽轮机及其调速系统的参数试验过程,并对实测数据进行了预处理;为了提高汽轮机及其调速系统模型参数的辨识精度,本文提出了基于改进差分进化算法的执行机构参数辨识方法;再通过建立包含低阶发电机环节的汽轮机组模型,提出了一种基于功率响应的参数辨识方法,可实现对汽轮机高压缸功率过调系数及汽轮机基本参数的准确辨识;同时利用参数轨迹敏感度的思想,提出了一种基于参数敏感度的汽轮机参数分级辨识方法,解决了汽轮机模型参数存在的整体性辨识问题。为了能有效提升辨识工作效率,减轻设计工作者的负担,基于MATLAB GUI平台设计开发了一款用于汽轮机及其调速模型参数辨识的软件。最后,对本文所提辨识方法进行了参数辨识实例应用研究。对华电国际十里泉发电厂机组进行了汽轮机及其调速系统的模型参数辨识,在BPA的单机无穷大系统中进行了负载阀位阶跃与频率扰动试验仿真。仿真结果表明,校核过程中仿真结果与实测结果的误差满足相关标准要求,所提方法能够提升汽轮机及其调速系统模型参数的辨识精度,可以为电力系统稳定性分析提供准确的模型和参数。