一是在电力大系统灾变防治理论方面, 建立了电力系统自组织临界理论，可从微观和宏观两个层次多角度评估大电网安全裕度及行可靠性，并提出大电网灾变紧急预案及防治措施；
二是在非线性鲁棒控制理论及电力系统应用方面, 解决了国际工程控制界的两个难题：非线性鲁棒控制器的构造和非最小相位系统最优控制问题，参与研制了大型发电机组非线性鲁棒励磁控制装置，大型水轮发电机组调速系统非线性鲁棒控制装置和超导储能设备非线性鲁棒控制装置；
三是在在电力系统混成控制理论及应用方面, 提出了电压混成控制系统多目标优化的序贯式算法，可实现全系统的电压/频率分层调节和控制，实现电网安全、优质和经济运行综合调控目标。 在国内外共发表论文200多篇，其中SCI收录论文50余篇，EI收录论文150多篇；专利3项；
出版著作9部，其中两部英文著作分别由美国KLUWER和德国Springer出版社出版。
曾先后参加自然科学基金、国家863子课题和973子课题和其它工程应用项目28项。这些项目中的17项已通过有关部门的鉴定，并获得高度评价；
曾任国家基础研究项目（973）“我国电力大系统灾变防治与经济运行重大科学问题研究”首席科学家助理，并作为负责人承担973课题“电力大系统非线性鲁棒控制”，杰出青年基金项目“电力系统暂态分析”和自然科学基金面上项目“混成电压控制”，自然科学基金重点项目“超大规模电力系统异常动态行为与特征”和863子题“自由飞行机器人跟踪控制”等多项科研工作；
作为骨干参加国家自然科学重点基金项目、国家九五重大攻关计划和国家发改委高技术示范工程等项目。 （1）协助卢强教授，系统地提出了电力大系统灾变防治的基础理论体系框架，包括电力大系统稳定理论、控制理论和实时仿真决策指挥系统等三个方面。该理论框架的创新性首先被其成为1998国家首批重点基础研究项目所证实；其后随着项目研究工作的不断进展，关于电力系统灾变防治的理论和技术对我国电力系统防止类似美加8.14大停电那样的灾难性事故发生，更具重要意义。
（2）电力系统非线性鲁棒控制新理论的建立和工程实现。国际工程控制界十余年来一直被两个难题所困扰：一是非线性鲁棒控制器的构造必须求解HJI不等式（二次偏微分不等式），而该不等式在数学上没有一般解法；二是非最小相位系统（如水轮机调速系统）最优控制问题。新理论首先提出了反馈H∞方法和直接求解耗散积分方程方法，从而避免了求解HJI不等式的困难；其次，提出了基于状态、动态和量测反馈的SDM反馈设计法，从而为一类非最小相位系统构造出非线性最优控制器。在理论成果指导下，研制了面向三峡电站的大型发电机组非线性鲁棒励磁控制器和水轮机调速非线性控制器,能够显著改善系统稳定性，提高功率输送极限15%以上。其中非线性鲁棒励磁控制器已成功投运于东北电网白山电厂300MW机组，并获2008年国家电网公司科技进步一等奖；上述理论成果作为“电力大系统非线性控制学”的一部分获2008年国家自然科学二等奖。
（3）混成自动电压控制理论及应用。首次建立了混成自动电压控制系统的概念、模型、理论架构及其方法论，创立了一套混成电力控制系统理论体系，可实现全系统的电压分层调节和控制，以达到电压水平、电压动态品质、电压稳定性和运行的经济性等综合调控目标。将该成果应用于我国东北500kV电网无功/电压的自动闭环控制、上海电网AEMS与混成控制系统和深圳电网灾变防治系统，可有效提高电网的电压控制水平，增强电网抗扰动能力，改善电压稳定性和合理分配无功，减少网络损耗。该技术紧密结合电网已有的软硬件等技术条件和实际情况，具有明显的原创性和较高的可行性。
(4)在大电网安全方面，系统地建立了电力系统自组织临界性理论，该理论的主要创新点包括：1.构建多时间尺度的电网演化机制模型，该模型能够从无功、电压以及暂态稳定的角度综合分析和揭示电网大停电机理；2.提出电力系统连锁故障及大停电模拟和分析方法，可准确评估安全运行水平并提出相应的预防控制措施。该方面的研究成果已系列发表在国际电气工程权威期刊IEEE/PWRS，评审专家认为该工作是一项“在连锁故障分析方面的重大进展”。该成果已应用于国家公共安全平台。 分布式连续无功发生器；第一完成人；
分布式综合电能质量调节装置；第一完成人；
32位水轮机非线性调速器用的控制器；第二完成人 ；
基于非线性鲁棒电力系统稳定器的励磁控制方法；第二完成人；
静态混成电压自控中间层发电机组和无功补偿器调控方法；第二完成人；
静态混成自动电压控制中间层有载调压变压器的调控方法；第二完成人；
静态混成自动电压控制最高层安全性调控方法；第四完成人。
