对广域稳态量测信号将频域分解方法引入电网低频振荡模式辨识并进行了改进完善。推导了系统的频响函数、输出功率谱密度矩阵、特征量之间的关系，给出了弱阻尼模式下功率谱密度矩阵的最大奇异值与特征量之间的关系表达式；采用模态幅值相干系数以确定奇异值曲线谱峰附近单模态区域大小，最后采用最小二乘方法求取准确的模式频率和阻尼系数。线性时不变系统时域仿真、WECC 9节点系统时域仿真以及实测PMU数据分析表明，所提方法适用于弱阻尼振荡模式辨识，对噪声具有较强鲁棒性，是一种极具实用价值的在线应用方法。