电网及其与其它基础设施的相互连接日益复杂，级联故障的脆弱性和交互式大范围特性，加上在建模、计算方法、软件技术、仿真、网络控制和经济方面的进步，引起了控制界对该领域的兴趣。随着电力行业的放松管制、分类计价和竞争，在不严重削弱其可靠性的前提下正不断探索新方法以提高电网效率。

从更宽阔的历史角度看，可靠的能源、交通和通信网络构成所有繁荣社会的基础。例如，美国电网经过过去一百年的发展，现已成为美国经济和社会各方面的基础，被美国国家工程院称为最有利于美国文明进步的20世纪工程创新。在此期间，电力的作用在范围和重要性两方面都稳步增长，被认为是全世界社会进步的关键，电力推动经济繁荣、社会安全并提高生活质量。

在未来几十年里，电力在总能源中的份额有望持续增长，并将在电网中引入更高效和更智能的过程。例如，基于电力电子的控制器，配合大区域遥感和管理系统，有可能加深对这种洲级规模系统运行情况的了解，并改善其精度、可靠性和稳健性。可以设想，在未来二十年，电网将从机电控制系统转向电子控制网络。然而，面临着放松管制，再加上与其它重要基础设施的相互依存，以及现代数字经济对高质量和高可靠电力需求的不断增长，电力这一基础行业将显得越来越重要。例如，美国电力系统在20世纪上半叶的发展，就缺乏一个从全系统角度的清晰分析与认识，这种洲级规模的电网是一个多尺度多层次的混杂系统。

包括电网在内的交互网络日益增长的关联性，对这些复杂互联系统的鲁棒控制、管理和安全运行都提出了新的挑战。这些网络的特点是在众多参与者之间有多个相互作用点，任何地方的局部变化都有可能对其余各处产生直接影响，这些产业构成了一个国家或国际的“基础设施”，如能源 (包括天然气、水和石油管道及电网) 、电信、卫星系统、交通、银行和金融等。

随着能源 (包括电网、水、石油和天然气管道) 、电信、交通、互联网和电子商务的相互融合，一种新的大型基础设施正在形成。例如，计算机和通讯系统与电网之间的关联正在不断增加，这些双向的相互作用包括互联网的使用、电子交易和用于广域测量系统 (WAMS) 的在轨卫星网络通讯。上述网络与水、石油/天然气管道等交互作用更增加了现代网络系统的复杂性，大范围级联故障和看起来似乎毫无关联的一些事物中的故障随时可能发生。因为这些网络支持着重要服务并供应着重要物品，任何干扰都可能对经济、健康和安全产生严重影响，这就对可靠、稳健和安全的网络测量、控制、管理和运行提出了新的挑战。有关的领域包括：

• 发电与传输系统及其与其它交互式基础设施网络的依存关系的建模、仿真和控制，以及对其中脆弱性的辨识：级联现象、动力学和辨识、故障模型和故障动力学；以及信息、通讯和电网之间的相互作用和相互依赖 – 大区域的测量和控制。
• 对电力系统中混杂系统和离散事件动态系统 (通过切换元件将连续动力学和离散动力学结合在一起的系统) 的建模 (包括动力学模型的辨识和简化) 和分析。
• 发电厂动力学与控制：发电厂与电力系统的建模、运行和控制，以及发电厂和电力系统动力学相互作用的各个方面。
• 对增强的系统的能观性 (包括大区域网络的可视化) 、效率、鲁棒性和可靠性 (包括概率风险评估) 的分析工具。为了安全评估和调度，这些工具应比实时仿真更快捷。
• 这些相互依存的网络的安全运行，要求了解大规模网络之间相互依存带来的影响并研究相应的数学机理，了解级联影响并开发鲁棒控制以预防和改进由此带来的不确定性。
• 级联故障的预防和纠正控制：电网和相关的基础设施的鲁棒控制，这些相互依存的基础设施的自适应控制，分布式控制与集中控制问题 (如何进行分层运作与管理) 。
• 使大规模网络的传感与控制具有新能力的电力电子学和仪器设备。
• 电力市场的建模与控制：基于物理控制的电力市场动力学之间耦合作用的建模与分析；电力系统控制方面放松管制的影响分析，安全监督，以及对放松管制的电力系统的分析与控制。
• 长期 (5-7年甚至更长期) 电网规划的仿真和分析工具，资源配置 (包括FACTS和SMES等) 及其相互作用的稳定性/可靠性分析和电网扩张计划的成本/效益分析。

希望有更多的研究人员参与到这个领域中来，研究领域包括能源处理和电力系统以及其它交互式基础设施网络的建模与控制，为测量和控制扩展新能力的电力电子学和仪器设备。想获取这方面的更多信息，或希望在这些领域中找到更多学术资源和学术合作的机会，请与本专业委员会主席联系，地址见上方。