Рассмотрена процедура построения слабонелинейных моделей энергетических систем методом представления исходных нелинейных уравнений системы в билинейном виде (билинеаризация Карлемана). В частности, описан общий алгоритм приведения системы нелинейных дифференциальных уравнений к билинейному виду и предложены методы оптимизации размерности получаемой таким способом билинейной системы уравнений. Итоговая процедура билинеаризации продемонстрирована на примере простой электроэнергетической системы вида «генератор-нагрузка».