本发明公开了一种基于优化算法的电力系统故障信号检测与波形识别方法，其方法如下：首先利用电流互感器采集电力系统信号数据，通过互感器与数据采集卡连接，由数据采集卡转换为数字信号发给上位机；然后在上位机采用优化算法估计电力系统信号的基波分量（包括振幅、频率、相位）、谐波分量（包括各谐波的振幅、频率、相位）、指数衰减的直流偏移（包括幅值、时间常数）及故障起始点，最后根据这些估计参数重构电力系统信号，优化目标为重构信号与实测信号之间的最小二乘方差误差最小。本发明能够准确估计在无故障及有故障情况下的信号参数；故障起始点的检测与故障信号波形的识别同时进行，优化算法能够在半周期长的采样窗口内完成上述两项任务。