在进行电力系统各种稳态和机电暂态过程的计算分析中，常将输电线路和变压器等组成的电力网作为整体考虑，由电力网元件等效电路连接组成电力网等效电路，在数学上可用线性方程组描述，节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵为线性方程组的系数矩阵。

由各元件等效电路连接组成的电力网等效电路用于电力系统各种稳态和暂态过程的计算分析。电力网的主要元件是输电线路和变压器，它们的等效电路是电力网等效电路的主要组成部分。在制定多电压等级电力网等效电路时，网络各元件等效电路参数需进行电压等级的归算。为保证归算的准确和使结果更为直观，通常采用标幺值表示。

节点导纳矩阵是以系统元件的等效导纳为基础所建立的、描述电力网络各节点电压和注入电流之间关系的线性方程组的系数矩阵。它给出了电力网络中元件之间的拓扑连接关系和元件参数信息，是电力系统分析计算中最重要的矩阵。矩阵元素由网络节点自导纳和节点间互导纳组成。它是节点阻抗矩阵的逆矩阵。

节点导纳矩阵的基本形式用数学方法描述网络各节点电压和各节点注入电流之间关系的方程式，称为电力系统网络方程，其最常见的形式之一是导纳矩阵方程，个节点网络的方程形式如下：

式中为节点电压；为节点注入电流；由元素组成的系数矩阵为节点导纳矩阵。

节点导纳矩阵的非对角元素为节点、之间的互导纳，即支路导纳的负值。节点导纳矩阵的对角元素为节点自导纳，等于与该节点相连接的各支路导纳之和。

通常电力网节点导纳矩阵有如下特点：①节点导纳矩阵是一个对称的方阵，矩阵的非对角元素。②节点导纳矩阵是一个稀疏矩阵。由于网络中的相邻节点之间只有通过支路才具有直接相连接的关系，而平均一个节点只与2～3个节点直接相连，因而矩阵中大量的非对角元素为零。通常大型电力网节点导纳矩阵中的零元素可达90%以上。

节点导纳矩阵的应用在用计算机分析电力系统时，根据节点导纳矩阵对称和稀疏的特点，20世纪60年代后期，开始发展了处理大型稀疏矩阵的程序技巧，如节点编号优化，减少消元过程中产生非零注入元的数量以及矩阵非零元素存储技术等。在此基础上，发展和全面更新了电力系统分析计算程序，扩大了解题规模，提高了计算速度。到20世纪80年代，以电力系统潮流计算、短路电流计算、稳定计算为主体的电力系统分析计算机程序都已建立在应用节点导纳矩阵和稀疏矩阵处理技术的基础之上。

节点阻抗矩阵是以阻抗形式描述电力网络各节点电压和注入电流之间关系的线性方程组的系数矩阵。矩阵元素由网络节点自阻抗和节点间互阻抗组成。它是节点导纳矩阵的逆矩阵。