随着全国联网进程的推进，高电压、大机组的时代离我国越来越近，国家电力系统的容量已经超过20000MW。并且我国电力系统的格局已经发生了很大的变化，由之前的省内系统逐步向跨省的大型系统的趋势发展。所以研究大电力系统的稳定性是非常必要的。研究系统的稳定性，就应该熟悉其数学模型。本文首先推导了同步发电机的数学模型、单机无限大系统的数学模型、多机电力系统数学模型，在满足线性化条件的前提下，推导其线性化的数学模型，在此基础上，提出了改进后的等效简化数学模型并进行了分析。其次，用VC++语言编程计算多机系统线性化微分方程的特征值，根据特征值分析系统的静态稳定。最后，用MATLAB仿真软件构建电力系统的等效简化模型，在模型系统中设置三相短路故障进行仿真，对仿真结果进行分析，并说明此系统的稳定性。我国电力工业的快速发展，对大型电力系统稳定性的研究将会更加高效、可靠。