本发明公开了一种考虑多区域供热系统运行优化的省级热电协同调度方法。该方法包括如下步骤：S1，根据电力系统及热力系统基本信息，建立多热源区域供热系统数学模型和含多供热子区域的省级电力系统数学模型；S2，考虑热电出力耦合特性和不同热电运行点下的燃料成本，建立热电联产机组热电耦合运行模型；S3，同时考虑省级和区域热电运行经济性目标和约束条件，建立省级‑区域双层热电协同优化调度模型；S4，逐步求解热电协同优化调度模型并分层下发调度指令，得到省级电网和子区域热网运行方案。本发明方法能够有效解决省级电网调度与省内子区域热网调度之间的矛盾，可为省级能源系统的热电协同调度优化提供指导。