2)非线性(非正弦函数)条件下的功率理论及其应用研究
以平均功率进行控制，基本能满足当前的功率/能量控制需求，其与外部系统接口表现为连续的电气参量，但其物理解释并不明确;描述非线性条件下的广义功率理论尚未统一，电能消耗与计量的功率流与物理机制需要重新认识。
随着分布式电源和柔性电力技术的发展、智能电网概念的提出，电源特性、电网络结构和负荷类型正在发生着巨大变化，电能的经济高效利用，电能质量的监测评估与控制显得尤为重要。
而这些工作的顺利开展无疑需要对已有功率定义的再认识，需要建立完备的功率理论新体系作为基础支撑。特别在非正弦和三相不平衡条件下，传统功率定义将失去其普适性，并随电气系统非线性化日趋严重，这一问题更加突出，已经给电能计量、功率因数校正、设备定容、谐波与无功补偿等方面带来了许多困扰[24]。
3)多物理量、多时间尺度下的电磁现象与过程分析方法与建模研究
由于快速、可靠、可频繁动作的大功率开关器件取代了传统的机械开关，现代电力系统具有如下变化：1可控性强，可方便地实现灵活控制;2使得电力系统中出现了快速的动态过程，超出了传统的准稳态假定;3电力电子开关的存在及频繁动作，决定了系统具有变拓扑结构的特性，同时也给电力系统引入了离散事件，使得电力系统中同时包含了连续事件和离散事件，系统的分析复杂化。因而，分别使用相互独立的电磁暂态仿真程序和机电暂态仿真程序，已难以适应现代电力系统对仿真的需求。
国内外学者尝试结合机电暂态、电磁暂态两种仿真方法，希望在仿真规模、计算速度、仿真精确度多个目标间寻求一平衡点。但混合仿真的思想本身即存在不可逾越的误差，如交互误差、模型误差、接口误差等，寻求多尺度下统一的建模方法可能是另一种演进途径。
笔者认为，采用动态相量法，不仅可仿真分析普通的电力系统动态特性，还能分析存在FACTS或HVDC装置的电力系统动态特性，既能分析设备或系统的快速电磁暂态过程，又能分析其机电暂态过程，仿真步长介于两类暂态过程之间，取值灵活，适用于分析快速动态过程。
典型的电力电子系统通常是由电力电子器件构成的功率回路、控制回路和被控制对象3部分组成。形成这样一个复杂的非线性数模混合系统，会给设计和参数整定带来巨大的困难。因此，以往采用的离线数字仿真中的“控制器”与实际控制器间存在差别，包括采样误差、通信延时、程序执行延时等因素往往不能得到正确的反映，仿真可信度受到影响，因此，离线数字仿真只能应用在初始阶段。
