2.2 发电和输电

　　电力工业出现于十九世纪后期，并在二十世纪初飞速增长。最初，电是由水涡轮或锅炉-涡轮机组产生的，并分布于本地的直流电网中。涡轮和锅炉的控制是2.1节讨论内容的主要应用领域。虽然调速器的早期发展很大程度依赖于经验，但是电力行业需要开始发展和应用系统的方法和理论。Vyshnegradskii的论文(Vyshnegradskii, 1876)对工程实践具有重大影响，并广泛应用于涡轮控制系统（Andronov, 1978）。Tolle的书(Tolle, 1905)在1909和1929重印了2次，并在很长一段时间内作为电力控制的标准文献。

　　生产和消耗差额的增加产生了新的控制问题。许多发电机接入大型电网，目的是提供充足的电力和提高可靠性。随着电网的扩张，挑战出现了。所有发电机经直流转交流传输后都必须进行同步，因而在频率和电压控制方面就会遇到稳定性问题。为了安全运行，必须了解发电机对负载变化、故障、雷击等干扰的响应。在18世纪后期，Charles Steinmetz通过在交流电分析中引入“复数”和相量，奠定了交流电分析的基础(Steinmetz, 1916)。但这项工作只能解决稳态行为，并不能处理动态系统。针对这一情况，工作于麻省理工学院Vannevar Bush手下的Harold Hazen在上世纪20年代末构建了一个“网络分析仪”。分析仪是一个电力系统的实验室模型，由相移变压器和输电线路构成，它可以利用电话交换机的插线板重构。通用电气（General Electric）和其他电力公司仿制了这套系统。

　　电力行业的出现改变了以前的竞争规则，因为它是由大型工业同扮演重要角色的公共和国家公用事业联合发展的。由于需要安全地运营大型网络，公用事业和电力公司都设立了用以理解、设计和运营电网的研发团队。这些公司包括通用电气，西屋电气（Westinghouse），瑞典通用电气（ASEA），英国广播公司（BBC），阿尔斯通（Alstom），以及欧洲很多公共和国家公用事业公司，如意大利国家电力公司（ENEL）、法国电力公司（EDF）和瑞典国家电力局。作为研发团队中的一例，由托马斯.爱迪生（Thomas Edi）、Willis R. Whitney和Charles Steinmetz在1900年创立的通用电气研究实验室，是美国第一个工业研究实验室。

（爻King灬译）