Hilbert-Huang变换（HHT）是一种刚刚兴起的能够分析非线性、非平稳信号的时频方法，该方法分辨率高，且经验模态分解(Empirical ModeDecomposition，EMD)后得到的固有模态函数(Intrinsic Mode Function，IMF)具有一定的物理意义，因而该方法广泛应用于分析频率随时间变化而变化的非平稳信号。本文首先详细介绍了该方法的基本理论，并从频率的表示和瞬时频率的定义出发，讨论了能够使瞬时频率有实际意义的固有模态函数，分析了HHT变换的完备性及局部正交性，提出了当前Hilbert-Huang变换存在的主要问题。另外，针对HHT方法中存在端点效应这一问题，本文分析了端点效应产生的原因，在此基础上提出了基于支持向量回归机延拓的新方法，并将该方法和传统的五种方法进行仿真比较，证实了支持向量回归机延拓的可行性，将其应用到电力系统多频谐波分析中，实验结果表明该方法得到瞬时频率比较清晰，能够准确反映信号的时频特性，有效抑制了端点效应，改善HHT变换效果。最后，本文针对实际工程中存在的去噪问题，在总结现有滤波方法的基础上，提出了一种改进的滤波方法—基于小波阈值预处理的HHT谱滤波方法，该方法不仅能直接从Hilbert谱中滤除噪声，还能最大限度的保留了信号非线性和非平稳的特征。通过和EMD滤波、小波阈值滤波、基于EMD分解的小波阈值滤波、基于EMD分解的Hilbert谱滤波等滤波方法仿真对比，以及对比滤波前后信号的信噪比，验证了本文方法优良的滤波效果。通过对实际电力信号去噪的验证，证实本文提出方法在实际工程信号滤波领域广阔的应用前景。