随着我国能源结构低碳化、清洁化转型工作持续推进,高质量发展可再生能源以满足电力需求,成为我国能源发展的核心。水电因其启停快、负荷调整方便的特点,在电网中多承担调峰、调频等任务,对消纳风电光电、促进各类型发电设备利用小时提高起到了重要作用。作为水电资源开发的关键设备,水电机组朝着巨型化、高比转速化、高效化和智能化的方向不断发展,其安全稳定性问题将直接影响电网的稳定。水电机组开机过程需经历导叶开度、转速、励磁电流等的复杂变化,这一阶段的机组振动摆度信号包含丰富的机组状态信息,也表现出强烈的非线性和非平稳特性,使得基于开机过程数据评价机组状态变得困难。现有机组状态评价方法大多基于稳定工况下机组数据,现行振动评价标准也没有考虑开机等过渡过程,而基于开机数据的状态评价则大多简单基于工况参数变化,基于稳定性参数的评价则存在评价指标、评价方法选择的问题有待研究。本文从机组开机状态评价指标和指标曲线相似度评价方法两个方向展开研究。首先从机组常见振动故障的产生机理分析了信号的频率特征,将振动频率分析作为开机状态评价方法的切入点。为获得表征机组状态的特征阶次跟踪谱,本文引入阶次分析方法,基于阶次跟踪将时域内的不平稳信号转换为角度域内的平稳信号,从而在角度域内对信号进行分析。本文通过对比特征阶次谱的变化比较机组开机过程状态,为此引入相关距离和欧氏距离,基于其对曲线形状和数值差异的敏感性,对曲线相似度进行评价。在前述工作基础上,结合特征阶次提取方法及曲线相似度评价方法,提出了基于阶次分析的水电机组开机状态评价方法。并通过电站实际开机过程数据分析,发现了多次开机过程中存在的机组开机状态异常情况,验证了该方法的可行性及其在工程上的指导意义。最后,对全文成果进行整理,并针对文中工作不足之处,指出了本文提出方法的下一步可能的研究方向。