随着中国经济发展和终端能源逐步实现电气化，中国电力需求正在加速增长，进而刺激了整个电力系统的快速发展。中国一次能源分布和电力需求分布在地理上的不平衡使得能源运输和区域发电结构成为中国电力系统中非常关键的问题。特别是近些年，随着中国大气污染防治政策的实施，水电、核电、风电和太阳能发电等清洁能源发电比重逐渐增大，中国区域发电结构正在发生变化，这种变化给区域间的能源运输带来新的挑战。　　特高压输电是实现区域电网互联的主要模式之一，作为一种新兴基础设施技术，意味着巨大的阶段性投入，需要从系统优化的角度加以规划。特高压输电技术刚进入应用阶段时初始成本很高，但是由于存在技术的学习和扩散效应，未来特高压的成本是有可能降低的，但存在很大的不确定性。特高压技术的采纳往往伴随着系统的时间与空间重构，同时会对区域发电结构和环境产生一定的影响。由此，如何分阶段、分区域地采纳特高压输电技术才是最优的（或满意）的方案，以及在制定采纳方案时需要重点考虑哪些因素？对这一问题研究能够为中国电力系统特高压技术规划和区域发电结构优化提供政策建议。合理配置特高压输电线路与区域发电结构对中国实现节能减排，推进煤炭去产能，加速电力系统供给侧结构性改革有着重要意义。本文研究的主要内容如下:　　首先，探索了影响中国特高压新兴基础设施技术采纳的主要因素。从能源系统优化的角度出发，建立了一个简化的多资源地与多需求地的新兴基础设施采纳系统优化概念模型。利用该模型分析了距离、溢出效应、电力需求、技术初始投资成本和技术学习率对新兴基础设施技术采纳的影响，并给出了不同场景下该模型的优化方案，同时校验这些方案是否形成一条技术扩散的S-型曲线。研究结果表明:从系统优化的角度来看，资源地与需求地的距离长度会导致新兴基础设施技术的采纳时间不同;技术溢出效应将会加速新兴基础设施技术的采纳;新兴基础设施技术的采纳对其技术学习率非常敏感;给出的优化采纳方案形成了一条技术扩散的S-型曲线。　　其次，分析了中国“十三五”时期特高压输电技术采纳优化方案。“十三五”时期中国将建设多条特高压输电线路作为远距离电力运输方式。据此，从电力系统能源运输最小成本角度出发，将多条特高压线路引入多资源地与多需求地新兴基础设施技术采纳系统优化模型中，结合中国特高压规划数据和特高压技术参数数据，给出中国短期特高压输电技术采纳的优化路径和对策建议。研究结果表明:虽然特高压输电将在“十三五”时期有所提高，但输煤仍将发挥重要作用;在“十三五”时期应优先考虑建设8条特高压输电线路;提高特高压技术学习效应、提升电力需求和降低特高压技术初始投资成本将会促进特高压技术的采纳。　　最后，分析了中国长期区域能源运输和发电结构布局优化方案。结合中国区域资源禀赋和大气污染防治政策实施，以及风电、核电、水电和太阳能发电等清洁能源的使用。从长期角度出发，基于MESSAGE综合能源系统优化模型框架构建了中国电力系统多区域模型。优化了包括能源运输和区域发电结构在内的系统累积成本。研究结果表明:到2050年，中国接近62％的发电量将来自于清洁能源发电;水资源和大气污染防治政策对各区域发电结构有很大影响;在2030年左右，中国二氧化碳排放量将达到峰值，并且由于大气污染控制政策，其排放峰值量将减少33千万吨;到2050年，煤炭将主要从北部地区运往中部、南部、东部和东北部地区，而电力将从西北部、北部、西南部和中部地区输往南部和东部地区。