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一种功率耦合的虚拟电力系统稳定器优化方法及系统，方法包括以下步骤：构建GFVSG与SG交互系统的快慢动态方程组，进行快慢动态解耦并线性化，生成小信号状态空间方程，确定慢变状态空间矩阵；对矩阵进行特征值分解，筛选并确定SG主导振荡模态对应的低频振荡主导频段；实时采集频率、功率波动，结合低频振荡主导频段，提取低频振荡观测向量；构建状态递推方程和非线性观测方程，通过卡尔曼滤波更新状态向量；将稳定器控制参数作为优化变量，更新方程，计算适应度；以最小化适应度为目标，求解最优控制参数。本发明结合振荡模态识别、时频域多源信号观测及状态估计，并通过协同参数优化显著提升系统阻尼性能与整体运行稳定性。