大规模区域电网互联后,电力系统中局部扰动引发连锁故障的几率日益增加,严重影响到系统运行的可靠性。同时,同步相量测量单元的广泛应用表明扰动发生后频率动态时空分布特性逐步成为大规模电力系统的显著特征。波动理论通过分析频率动态时空分布的产生机理及扰动传播规律为扰动源定位提供了新思路,从扰动传播角度出发进行系统扰动源定位具有可行性及必要性。本文首先针对频率动态时空演变特性等问题,建立均匀链式系统中的频率动态时空演变模型,描述了机电扰动引发的频率波动在简单系统中的传播特性。在此基础上考虑发电机惯性分布对扰动传播的影响,以电网拓扑结构为基础,建立电力系统框架结构模型,讨论了发电机惯性在作用域内的等效作用方式,进而推导了计及网络空间位置信息的扰动传播速度公式。继而研究了检测装置的优化配置方案并对求解系统中任意两点最短传播路径的Floyd算法进行了深入的探讨,以确定复杂网络结构中两机组之间存在多条支路的情况下,初始扰动到达监测点的传播路径。研究发现可将发电机、监测装置等元件抽象为几何平面中的点,扰动源的定位过程是已知速度大小、传播时间、传播路径、参考点位置,确定待求点位置的过程。最后分析了平面内的基本定位方法,利用频率动态时空分布特性,基于双曲线相交定位法提出了电力系统扰动到达时间差定位方法,并在PSS/E仿真平台借助3机9节点标准系统以及云南电网离线数据对扰动到达时间差定位法的有效性进行验证。结果表明,本文所提定位方法在使用较少监测装置的情况下仍能在一定范围内保证扰动源定位的可靠性、准确性。