一种水轮机调节系统高阶数学模型的降阶方法，包括如下步骤：①简化系统分母的最高次项，实现系统的一次降阶，得到一次低阶等效系统式；②从波动叠加的角度出发，将一次低阶等效系统式变换为两个2阶子系统相加的形式；③进行拉普拉斯反变换，得到水轮机调节系统的一次低阶等效系统在负荷阶跃扰动下的机组转速响应波动方程；④对完整5阶系统式进行二次降阶；⑤利用二阶系统进行水轮机调节系统转速响应调节品质的影响因素分析。其优点是：较之其他降阶方法，本方法是从完整的5阶系统出发，包含了系统的所有参数和影响因数，为之后的调节品质分析提供了可靠的保障。