本发明公开了一种电力系统热稳定安全域构建的方法，包括：根据预测值集合和残差集合，获取重构值集合；基于重构值集合、原始热稳定临界点集合的子集合，计算N-1下热稳定安全边界近似超平面的解析表达式的系数集合；根据系数集合，计算各系数的经验分布函数的初始均值和初始标准差；重复上两步骤若干次，获取基于bootstrap抽样的经验分布函数的bootstrap均值和bootstrap标准差；根据bootstrap均值和bootstrap标准差，结合概率论和统计学中的t分布、χ2分布近似得支路k所对应的经验分布函数的均值和标准差，并计算相应的置信区间，进而求取支路k所对应的近似超平面表达式。