电力系统故障后电磁暂态期间电气量波形畸变严重、动态变化快速，传统基于傅里叶基底和动态相量的测量方法难以捕捉电气量在时间窗内的局部动态行为，导致暂态期间的同步相量和频率测量结果无意义，且容易发生较大偏差，难以支撑稳定性分析等暂态应用。针对该问题，提出了一种基于Takenaka-Malmquist (TM)系统的电力系统暂态电气量测量方法。分析了基于传统傅里叶基底和同步相量的表征方法在暂态电气量测量中的局限性，揭示并证明了暂态期间基于傅里叶基底的动态相量表征存在冗余；定义了形式类似传统相量和频率的TM相量和TM频率，提出了兼容现有同步测量体系的TM表征方法；在表征的基础上，提出了基于自适应傅里叶变换的TM表征量快速计算方法。仿真和现场故障数据测试表明，相比动态基频相量测量方法和宽频相量测量方法，所提方法可以捕捉暂态电气量在时间窗内的局部特征，且支持高精度、无冗余的暂态电气量波形重构，可还原更完整的暂态信息。