Кафедра електричних станцій та систем протягом періоду свого існування проводить плідну науково-дослідну роботу, направлену на розвиток загальної теорії систем оптимального передавання та розподілу електричної енергії.

Основні напрями наукової діяльності кафедри формувалися у відповідності до таких наукових шкіл:

автоматизація оптимального керування нормальними режимами електроенергетичних систем (проф. Лежнюк П.Д.), а саме:

• оперативне діагностування високовольтного обладнання в задачах оптимального керування нормальними режимами електроенергетичних систем (проф. Лежнюк П.Д., доц. Рубаненко О.Є.);
• інтегрування відновлювальних джерел електричної енергії в електричні мережі електроенергетичних систем (проф. Лежнюк П.Д., доц. Кулик В.В.);
• інтегральна оцінка якості функціонування електричних мереж (проф. Лежнюк П.Д., доц. Комар В.О.);
• оптимальне керування транзитними потоками електричної енергії в електроенергетичних системах (проф. Лежнюк П.Д., доц. Бурикін О.Б.);
• оптимізація сумісного використання ВДЕ в локальних електричних системах (проф. Лежнюк П.Д., проф. Свирідов М.П.);
• аналіз і оцінка чутливості оптимальних рішень в електроенергетичних системах (проф. Лежнюк П.Д., доц. Лесько В.О.);
• оцінювання чутливості оптимального керування режимами електроенергетичних систем критеріальним методом (проф. Лежнюк П.Д., доц. Остра Н.В.);
• оптимальне керування нормальними режимами електроенергетичних систем критеріальним методом з застосуванням нейронечіткого моделювання (проф. Лежнюк П.Д., ст. викладач Рубаненко О.О.);

та технічна діагностика електрообладнання (д.т.н., проф. Кутін В.М.), а саме:

• технічне діагностування ізоляції в електричних розподільних мережах напругою 6-10 кВ;
• діагностичне забезпечення процесу пошуку пошкоджень в повітряних лініях електропередач напругою 6-35 кВ;
• розробка методів розрахунку електричного поля в зоні обслуговування електрообладнання підстанції 220-750 кВ.

Ці напрями добре узгоджуються з напрямом підготовки 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» фахівців спеціальностей 7.05070101, 8.05070101 «Електричні станції», 7.05070102, 8.05070102 «Електричні системи і мережі».