一种电容式电压互感器输出谐波参数估测方法，包括：采样电容式电压互感器在单一频率信号激励下的输出信号，获得多个采样点数据；计算用于估测谐波频率基本值的周期谱函数，求解以周期谱函数最大为优化目标的优化问题，得到谐波频率基本值；计算谐波频率基本值处的左右偏离系数，计算左右偏离系数的共模和差模分量；计算谐波频率的波动值估计系数，估计谐波频率的波动值；估算谐波频率的复向量；根据单一频率信号的复向量和谐波频率的复向量得到电容式电压互感器的谐波变比。它可以准确估测单一频率输入信号激励下，电容式电压互感器输出的谐波参数，提高电容式电压互感器的谐波变比计算精度。