本发明公开了一种单机无穷大电力系统建模与鲁棒控制方法，考虑了单机无穷大电力系统负荷的随机波动情况以及建模过程中存在的参数不确定性，通过Semi‑Markov理论本质上地解决单机无穷大电力系统的鲁棒控制问题。所述方法步骤如下：首先，考虑系统的参数不确定性以及负荷的随机变化，基于Semi‑Markov理论建立反映单机无穷大电力系统状态变化的模型；然后，设计依赖于系统模态变化以及模态内驻留时间的弹性输出反馈控制器；进一步，通过构建依赖于系统模态变化以及模态内驻留时间的Lyapunov函数，借助概率密度函数以及累计分布函数对闭环单机无穷大电力系统进行稳定性分析；最后将所得的系统鲁棒稳定性条件以及控制器存在条件用一组线性矩阵不等式表示。