能源互联网的整体布局决定了电力、天然气等系统深度交互、融合发展的趋势，电-气综合能源系统的框架也因此逐渐成型。而随着低碳经济的持续推进，碳捕集等减排技术获得了更多的发展运用，碳市场交易政策也在全社会范围内逐步完善覆盖。未来对于能源低碳利用的要求进一步提高，可以预见低碳技术将在电-气综合能源系统中获得全面应用，而低碳政策推行也将使系统传统运营模式产生变化。基于以上背景，本文在电-气综合能源系统的框架下引入碳捕集技术，并综合考虑了碳交易的外部市场环境，对系统优化运行所涉及的相关问题进行了研究。
　　首先对碳捕集机组的能量流进行了建模，分析了其灵活运行特性，在电-气综合能源系统下将碳捕集与风电、电转气构成联合运行模式，论证了该模式优化风电消纳能力与电转气经济特性的可行性。此外阐述了碳交易机制的内涵原理与碳交易环节中初始碳排放额度分配的主要方法，为后续章节的建模分析做出铺垫。
　　其次对电-气综合能源系统的碳排放进行了建模，以运行成本与碳排放量为优化目标，建立了含碳捕集机组的电-气综合能源系统低碳经济运行模型，利用法线边界交叉法与模糊隶属度函数实现对多目标优化问题的求解，并设立不同的场景进行了仿真，在电转气运行积极性以及系统的风电消纳、运行成本、碳排放情况与减排能力方面对各场景进行了对比分析，验证了所提出模型的有效性。
　　最后考虑了碳交易的外部市场环境带来的影响，以包含碳交易成本的系统综合成本最小为优化目标，建立了计及碳交易的电-气综合能源系统优化运行模型。通过算例场景对比研究了含碳捕集的电-气综合能源系统对于碳交易环境的响应性；研究了系统各项成本、碳排放量、运行功率随碳交易价格变化的变动情况，为政府与市场合理调控碳市场交易价格以及系统制定相应调度计划提供一定的参考；此外从气源点出力、储气量以及节点气压角度进一步研究了碳交易机制对于天然气系统运行与用户用气体验的影响。