本发明公开了一种故障扰动下电力系统振荡主导模式的实时辨识方法及系统，具体步骤包括：利用Prony模型并结合WLAV法，对待测电力系统振荡信号进行拟合分析；对拟合分析模型进行迭代求解，达到预设精度要求时停止计算，获得计算结果并确定模型阶数p的最优解，进而获得最优解p阶的Prony模型；利用最优解p阶的Prony模型对待测电力系统振荡信号进行分析，计算获得各振荡模式的能量并分类，按照能量值大小进行排序，确定故障扰动下系统发生的振荡类型，并结合振荡类型辨识系统振荡主导模式。本发明的辨识方法无需建立电力系统精确的数学模型，只需对故障扰动发生后的系统各电气量的响应信号进行分析，即可辨识系统的振荡主导模式。