区域社会经济发展需要持续不断的能源供应作为支撑和保障，而缓解经济发展与环境保护之间的矛盾，优化区域能源供应和消费结构，最终实现可持续发展是区域决策者面临的一道难题。本书考虑能源供需失衡、产业结构畸形、环境污染日趋严重、新能源产能过剩等因素，以多尺度能源系统规划管理为研究对象，基于区域能源供需新形势和多尺度能源系统的复杂性及不确定性辨识，通过对现有预测模型进行扩展以及多种优化方法进行耦合，分别构建了区域碳排放峰值预测模型和多尺度能源系统优化模型，为区域低碳发展和能源结构优化调整提供了理论参考和技术支持，为探索能源替代背景下的可再生能源联合供电、促进风电消纳政策下的风电供热以及碳排放倒逼效应下的区域能源结构优化和调整等实际问题的解决方案提供一定的参考和借鉴。