本发明公开了一种基于轨迹灵敏度的电力系统二级电压控制方法及系统，通过协调二级电压控制确定控制变量无功调整量后，基于关键故障集评估执行协调二级电压控制后电网电压是否越电压稳定限值，然后以电压与电压稳定限值偏差最小和控制代价最小作为控制目标函数，并基于轨迹灵敏度，建立二次规划模型，确定控制变量无功调整量，将所述控制变量无功调整量和原有的控制变量无功调整量合并，修正协调二级电压控制中约束条件，再由协调二级电压控制确定控制变量无功调整量，直到基于关键故障集评估执行协调二级电压控制后电网电压不会越电压稳定限值。本发明在原有协调二级电压控制的基础上增加电网扰动电压恢复的安全校核，提高系统电压的长期稳定性。