综合能源系统通过电、气、冷/热等多种形式能源的相互耦合、转化和资源分配，实现了能量梯级利用，提升能源综合利用率以及能源供应的灵活度。然而，不同类型的能源系统其能流性质以及传输特性各异，这阻碍了综合能源系统的统一建模和整体分析，难以实现和发挥综合能源系统的整体协同。从能量网络理论出发，基于能量公理化的思想，建立流体网络以及热力网络传输的等值电路模型；结合能量转换设备模型，完成多能流耦合系统的统一建模。随后，以系统总能量损失最小为目标，建立区域综合能源系统运行优化模型，通过粒子群算法对系统内部控制变量进行决策寻优。最后，对某岛屿32热力节点综合能源系统进行建模以及运行优化，验证所提模型以及优化方法的有效性。

随着新能源装机容量不断增加，弃风、弃光问题日益突出，成为新能源发展的制约因素之一。针对配电网分布式新能源消纳问题，基于对新能源机组出力和负荷时序变化特性的分析，提出一种包含分布式新能源、电锅炉、燃气锅炉和换热器的热电联供系统；引入弃风弃光惩罚系数，通过考虑能量平衡、弃电量约束、设备及系统运行约束，建立以系统运行成本最小为目标函数的热电联供系统运行优化模型。以IEEE 33系统为例，采用Matlab调用Cplex求解器得到模拟周期内各新能源机组弃电量、电锅炉供热量、燃气锅炉天然气耗量及系统运行成本，并与热电分供情况进行比较。结果表明：在冬季典型日，热电联供系统可利用新能源弃电量承担部分热负荷，从而促进新能源消纳、减少天然气耗量，有效降低系统运行成本。

建筑物蓄热特性在促进电热耦合系统中可再生能源的消纳，提升系统运行灵活性和经济性等方面潜力巨大。针对分布式冷热电联供系统中采用双管式热水供暖的建筑物，在分析散热器工作特性和建筑物耗热特性的基础上建立由供水温度和室外环境温度实时确定房间温度的建筑物蓄热特性模型；并对模型中的可变参数进行灵敏度分析，研究各参数发生微小扰动对室内温度的影响。在此基础上，进一步建立结合建筑物蓄热特性的分布式冷热电联供系统运行优化模型，以日运行费用最小为目标函数，综合考虑室温舒适性约束和供回水温度约束。算例结果表明，建筑物蓄热特性能起到负荷转移作用，在低电价时蓄热，高电价时放热，能有效提升系统运行的经济性和灵活性。