本实验室于1989年经国家计划委员会批准建设，1995年通过国家教委验收并正式开放运行，1998年获评A级，依托清华大学建设，是国家级重点实验室。实验室主任为卢强教授（中国科学院院士，自动控制和电力系统动态学专家，清华大学教授）。
实验室现有固定人员38人，拥有中国科学院院士1人、中国工程院院士2人、国家杰出青年基金获得者2人、长江学者1人。博士学位获得者28人（占73%），40岁以下青年骨干占42%，形成了一支高水平、年轻化的学术研究队伍。
实验室在电力系统最优控制领域具有重要学术地位，卢强院士80年代开拓了该学科方向，建立了电力系统线性最优控制新学科体系，著有《输电系统最优控制》，其研制的线性最优励磁控制装置自1987年起已投入我国各大电网使用，对提高电力系统安全稳定运行发挥了重要作用。

本实验室面向电能源领域的基础和应用基础研究，为电力行业提供以下技术服务：
1.电力系统控制与自动化服务：提供电力系统控制、参数辨识、变电站综合自动化系统设计、多机系统分散最优控制理论应用等技术服务
2.电力系统分析与仿真服务：提供电力系统分析、调度自动化、电力市场技术支持系统开发、大规模电网仿真计算等服务
3.柔性交流输电（FACTS）技术服务：开展柔性交流输电技术（FACTS）研发，提供ASVG、TCSC等FACTS装置设计、控制规律研究及对电力系统稳定性影响分析服务
4.电力电子与节能技术服务：提供电力电子技术与电机控制、基于电力电子技术的节能技术、电能质量改善方案设计与实施服务
5.电力设备状态监测与诊断服务：提供电力设备运行状态在线检测、故障诊断、状态维修策略制定、智能化电力设备开发等技术服务
6.热力系统建模与控制服务：提供热力系统建模与分析、热力系统控制优化、热力系统辨识、在线监测和故障诊断等技术服务
7.发电设备仿真服务：提供火电机组建模与仿真、发电设备动态特性分析、机组控制优化等技术咨询与系统开发服务