国内外已研发出针对电力电子装置的实时仿真平台，将实际物理控制器接入到仿真系统中，实现硬件在线闭环测试与参数优化。然而，这些应用中，大多将开关器件理想化，只能反映装置的次暂态过程，对于不同时间尺度下的时变结构动态过程，无法实现全面的装置特性分析和物理测试。建立快速通断下的功率流数学-物理模型，开展多电力电子装置与系统多时间尺度的统一分析与建模方法以及开关动力学过程的混合建模仿真方法研究非常必要。
4)高频次谐波和间谐波的发生机理、传递规律及其影响研究
电力电子变换器为了提高其能量转换效率，减少2kHz频带内的谐波和间谐波，开关频率大幅提高。这种趋势使得谐波发射范围向调制频率附近的高频带转移。因此，当前在许多电力电子应用领域低于2kHz的典型谐波分析应扩展到9kHz[26]。这种问题在大量采用高频功率转换系统的未来电网将更加突出，国际社会已经高度关注。
另一方面，间谐波的产生机理研究成为热点，主要集中在：1供电电压幅值和相角的波动产生边带频率分量;2换流器半导体开关非同步切换等。例如，通过频域分析和实验表明，光伏逆变器在与弱系统相连时，有可能产生间谐波;变频调速系统、新能源电力变换等采用双级功率转换系统的场合有产生间谐波的风险。这一领域的基础问题研究在我国并未很好开展。
3.2 高压大容量柔性直流输电的关键技术研究
大功率全控电力电子器件的进步和规模化可再生能源的开发，使得柔性直流输电得到快速发展。从目前在电网的应用需求上看，未来柔性直流技术的主要发展方向应为高压大容量、多端与直流组网技术。
从柔性直流输电工程应用角度考虑，传统电网换相高压直流输电(LCC-HVDC)以其技术上和经济上的独特优势，目前在世界范围内已得到了广泛应用，并不会就此停滞发展。因此，在未来的电网中必然会形成由VSC-HVDC和LCC-HVDC构成的混合双馈入或多馈入直流输电系统的格局，深入研究分析该混合双馈入或多馈入直流输电系统的运行机理是极具工程实际价值的[32]。
多端直流输电的基本原理在20世纪60年代中期就被提出，属于直流组网发展过程中的初级阶段，是指由3个以上换流站，通过串联、并联或混联方式连接起来的输电系统，能够实现多电源供电和多落点受电，但迄今全世界仅有5个真正意义上的多端常规直流输电工程。
由于柔性直流输电技术具有潮流翻转时不改变电压极性的特点，因此更适合于构成多端直流系统。随着可关断器件、直流电缆制造水平的不断提高，VSC-HVDC将在高压大容量电能输送方面成为多端直流输电及直流电网中最主要的输电技术。
