区域能源系统优化教育部重点实验室依托华北电力大学，于2010年12月经教育部批准建立，属省部级重点实验室，黄国和教授担任实验室主任。
实验室拥有以国家"其他计划"学者、"长江学者"特聘教授、杰出青年基金获得者为学术核心，28名杰出中青年学者为骨干的高水平科研队伍。自成立以来，实验室紧扣国家经济社会发展重点领域，陆续承担了国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划、高等学校学科创新引智计划（111计划）、国家科技重大专项、国家自然科学基金、中科院及北京市等多个重大研究项目。
实验室立足能源-环境-经济综合系统视角，聚焦区域能源系统优化理论与方法研究，打破学校界限和学科壁垒，整合相关学科优势力量，瞄准能源环境优化等国家中长期规划优先领域。通过高水平科研与人才培养相结合，已形成一支业务精、素质高的区域能源系统优化理论研究和应用研究精干队伍，培养了大批优秀硕士和博士生，部分毕业生已成为科研平台固定科研人员及学术带头人。

1.区域能源系统特征辨识：建立不确定性理论方法体系，在不确定性、多目标性、非线性、动态性、互动性、多时空尺度条件下，创新性开发不同形式能源的优化配置方法。
2.多尺度能源系统调控：深层次探索多尺度能源系统各功能子系统的运行机制与调控机理，针对我国多尺度的能源系统，建立灵活、强健、创新的决策方法体系，分析不同尺度区域能源系统之间的相互联系。
3.能源-环境-社会经济互动分析：从全新角度研究能源系统和社会经济、环境系统的复杂互动过程，从大视野角度分析各种能源问题的产生机制及其与环境、社会经济系统的互动、耦合规律，从系统整体上识别能源活动的排污、排碳控制过程及其环境、经济效应。
4.能源风险预警与管理：以发展的观点探求能源问题产生-发展-演替的规律，开发针对能源系统风险预测预警与管理的方法体系和决策支持系统。
5.多尺度应用研究：在我国区域、城市及社区等大中小尺度的能源系统开展应用研究，建立能源研究方法实证体系，最终形成具有独创性的能源系统复杂性辨识理论方法体系、能源活动机理模拟方法体系、多尺度区域能源系统优化模型及能源管理决策支持系统。