针对目前电力系统扰动信号分析中的一些不足，提出了一种基于原子分解的扰动信号分析方法。该方法根据电力系统信号特点，采用衰减正弦量模型构建原子库。以原子稀疏分解的基本理论为指导，应用匹配追踪算法进行迭代求解，得到相关原子参量。将所述方法应用于电力系统扰动信号分析中，能够自适应地从过完备原子库中建立信号的稀疏解析表示，克服了固定基信号分解模式的缺陷。典型算例仿真结果证明了算法的有效性和优越性。