电力是推动世界工业化、城市化和信息化的主要动力,预计将在很长一段时间内继续在促进社会经济高质量发展中发挥重要作用。然而,由于不同的经济发展水平、技术条件和资源禀赋,各地区的发电量和需求量并不一致。尤其是对于中国来说,煤炭、天然气和水能等一次能源的供应与当前的电力消耗不匹配,具有空间异质性。为了缓解这种空间上的不匹配,跨省跨区输电已成为缩小区域电力生产和消费差距的重要措施。近年来,随着中国超高压、特高压建设加速,区际和省际电网互联互通程度逐渐加强,跨省跨区电力传输将会对我国及各区域能源使用、碳排放等产生重大影响,给我国多区域互联电力能源系统管理带来新的挑战。因此,亟需分析电力传输的时空变化和网络结构特征、探究碳排放驱动效应和省际转移的影响机制、开发源-网-荷协同优化模型,以实现多区域互联电力能源系统的协调可持续发展,助力我国“双碳”目标如期实现。针对我国多区域互联电力能源系统管理面临的挑战,本研究取得的主要创新成果如下:（1）研发了区际电力传输数据降尺度方法,构建了 2005年至2020年的省际电力传输数据集并分析了电力传输的时空变化。在此基础上,以省级电网为节点,以省际电力调入和调出关系为节点之间的连边,以电力传输量为边的权重,构建了 2005年至2020年中国省际电力传输系统的加权有向网络,分别从整体结构层面和个体结构层面解析了省际电力网络流动格局及演变规律。（2）在生产侧,使用政府间气候变化专门委员会（IPCC）清单法核算了电力生产过程的碳排放量,基于对数平均迪氏指数（LMDI）方法构建了包含电力调入和调出因素在内的电力碳排放驱动因素分解模型,利用随机森林聚类算法将中国31个省级电网区域按照碳排放的特点进行分类,进一步分析了电力传输对碳排放的驱动效应和政策启示。（3）在传输侧,开发了 2005年至2020年的电力准投入产出表,基于准投入产出模型（QIO）核算了省际电力传输导致的碳排放转移量,利用逐步聚类分析技术（SCA）模拟了碳排放转移与省级电网网络结构间的复杂关系,结合多水平析因分析（MFA）技术量化了包含省级电网网络结构在内的多因子对碳排放转移的影响。（4）改进了传统的电力能源系统单层优化框架,基于双层规划方法开发了碳减排导向的中国省级电力能源系统源-网-荷协同优化模型,不仅可以平衡两级决策者之间的偏好与冲突,而且能够详细刻画省际互动和电力传输的复杂关系,进而探究了 2021-2050年碳减排导向下省际互联电力能源系统的深度脱碳路径。综上所述,本研究分析了我国省际电力传输的时空变化和网络结构特征,探究了电力传输对碳排放的驱动效应和网络结构对碳排放转移的影响机制,开发了碳减排导向的中国省级电力能源系统源-网-荷协同优化模型,为我国应对资源禀赋和负荷需求的空间不匹配问题、实现多区域互联电力能源系统的协同优化提供了决策支持。