由于大规模电网的互联，电力线路上负荷的日益沉重，大量新型快速设备的投入使用，发电机间的非线性作用加强，系统的动态行为变得越来越复杂。同时，随着输电系统的开放，电力市场的引进，生态、政治、经济等方面的要求，系统的运行越来越接近于稳定极限，再加之stress系统的出现。以往的线性化分析理论及方法，已不适于分析这种强非线性系统；大干扰下的暂态能量函数法和数值积分法，虽然计及了系统的非线性，能够判别出系统的稳定性，但是都未给出扰动后系统内部结构特征的任何信息。 向量场正则形理论是研究非线性系统动态特性的一个有效工具，它通过分析模式间的非线性相关作用来达到认识和理解强非线性系统的动态特性的目的。本文计算了电力系统状态方程的2阶解析解，求出了单个模式非线性相关因子。在二阶正则形分析中，所分析的动态系统建模到二阶非线性。由于在二阶模型中存在非线性，二阶正则形分析结果是与初始条件有关的，在正则形分析理论中存在两个假设，在论文中已经证明，如果选择的初始条件不满足这两个主要假设，正则形分析将是不准确的。在论文中提出了三个鉴别初始条件是否满足假设的准则，建议当扰动切除时刻的变量不能满足正则形分析假设时，应采用扰动切除后的某一时刻变量即时值，并用时域仿真证明了这种分析。