本发明公开了一种基于多模态同步相量的电力系统振荡溯源方法及系统，其中，系统包括：多个多模态相量测量单元，用于提取母线电压和线路的各相电流的所有振荡模式并获取对应的相量，并且获取每个振荡模式的正、负、零序相量及对应的复数功率，并标记同步时标，以得到相量数据；多模态相量集中器，用于与多个多模态相量测量单元通信，并存储相量数据；多模态振荡广域监测/分析与溯源平台，用于接收多模态相量集中器发送的相量数据，并根据时标对相量数据进行重新同步，以存储在实时或历史数据库中，实现多模态溯源。该系统可以实现电力系统多模态振荡的准确溯源，且物理含义清晰，易于在线实施，简单易实现。