以风能、太阳能为代表的可再生能源具有显著的波动性和间歇性等特点,因此如何提高可再生能源的利用率已成为目前的研究热点。本文构建了耦合风光、CCHP系统和PEM电解槽制氢的综合能源利用系统,研究了供给气网、氢燃料电池、加氢站多种氢能利用方式,在解决弃风弃光问题、实现氢能利用方面具有理论及现实意义。首先,建立了IES-管网的系统物理模型,依据系统的能量流动构建约束条件和目标函数,并模拟了大连市居民建筑冷热电负荷数据,以此为案例进行编程优化。分析了系统三个典型日的制氢情况,并对两种供给用户的氢气成本做了计算分析。通过分析优化数据结果,设计系统增加了设备成本,但引入制氢环节增加了系统收益,使成本节约,同时能够实现碳减排和能源节约,验证了模型的可行性。其次,建立了IES-氢燃料电池物理模型,分析了制氢、储氢、用氢模块,并根据系统的能量流动,建立数学模型进行优化求解。选取了CCHP系统、风光CCHP不制氢系统和设计系统进行对比。对优化结果进行冷热电氢平衡分析,结果表明制氢环节可以有效利用废电,氢燃料电池在系统中起到弥补电力空白,削峰填谷的作用。通过对评价指标的计算,设计系统在一次能源节约率、二氧化碳减排率、成本节约率上具有优势。最后,构建了IES-加氢站模型,对系统做了优化设计,比较了站内制氢和站外供氢两种模式的氢气成本,对加氢站规模、风机容量、不同建筑类型做了敏感性分析,评估了设计系统的一次能源节约率、二氧化碳减排率、成本节约率。对这三个设计模型进行分析比较,得出各个设计系统的优劣,为未来能源系统的发展提供解决方案。