电力系统存在复杂的振荡现象，当系统阻尼较弱或出现负阻尼时，振荡不易平息甚至发散，威胁到电力系统的安全稳定运行，新能源的大量并网以及电力系统电力电子化使振荡问题更加突出。因此，对电力系统的振荡特性进行研究，具有重要的理论意义和实用价值。本文针对电力系统存在密集振荡模式的特点，对密集振荡模式产生的机理、模态不稳定现象以及密集振荡模式的识别等问题进行了研究，主要研究工作如下。
　　建立了用于机电振荡模式分析的多机电力系统小干扰模型，采用特征值分析的盖尔圆盘定理，分析了电力系统机电模式振荡频率的分布范围，结果表明电力系统的振荡频率是有界的，当系统规模较大时，会出现振荡模式密集现象。进一步通过系统状态矩阵分析，得出了电力系统产生密集振荡模式的机理以及产生条件。
　　采用矩阵摄动法，推导了特征向量一阶摄动量的解析表达式，根据解析表达式，分析了电力系统密集振荡模式的模态不稳定现象，即小的参数变化可能会导致振荡模式的模态(特征向量)发生较大的改变，并采用算例验证了电力系统密集振荡模式的模态不稳定现象。提出了一种识别电力系统密集振荡模式的灵敏度方法，与传统的模态置信准则法相比，该方法独立于参数摄动量，计算简单，能准确识别电力系统的密集振荡模式，还可以判断振荡模态各分量的变化程度和方向，采用10机系统和24机系统两个算例验证了方法的有效性。
　　针对风电大量并网的现实，分别建立了双馈风电场和直驱风电场并网系统的小干扰模型，通过特征值计算，表明双馈风电场并网系统在低频段和次同步频段均存在密集振荡模式，直驱风电场并网系统只在次同步频段存在密集振荡模式。通过进一步计算密集振荡模式的参与因子，发现这些密集振荡模式的特征值对风机小的参数变化不敏感，但其参与因子对参数变化很敏感，说明风电并网系统的密集振荡模式也存在模态不稳定现象，并使风机参与因子具有不确定性。