综合能源系统集成了多种类型的能源供应设备、能源转换设备和能源存储设备,可以实现多种能源耦合互补以及能源多环节协调优化,为缓解能源危机提供了新的技术手段。在综合能源系统中,往往会有可再生能源设备的参与,由于这些设备受环境因素影响较大,会产生较强的间歇波动性。此外,用户的多元化和用能习惯的改变会使冷热电负荷产生波动性。因此,在综合能源系统的运行优化中考虑源荷波动性有助于保障系统的安全稳定运行。本文以综合能源系统为研究对象,在考虑源荷波动的基础上,从日前阶段和实时阶段两个阶段对综合能源系统的运行优化进行研究,本文的主要研究工作如下:首先,本文构建了综合能源系统结构的基本框架,对综合能源系统中各种能源之间的耦合协同关系和系统的运行特性进行探究,并对综合能源系统内的基本设备进行建模分析;其次,本文在随机森林理论的基础上,加入了加权灰色关联投影法,构建了基于改进随机森林组合的预测模型,该模型可以在筛选相似日样本集的基础上,从长时间尺度对可再生能源设备出力和用户冷热电负荷需求进行预测,从而对预测模型的计算进行简化,提高模型的预测精度,该模型的预测结果将作为综合能源系统日前运行优化阶段的重要输入数据;然后,本文构建了综合能源系统日前阶段运行优化模型和求解方法,以系统运行成本最低和二氧化碳排放最低为双目标,考虑冷热电功率平衡约束、设备运行约束和网络传输约束,选用遗传算法对模型求解,得到帕累托解集后采用TOPSIS方法筛选出日前阶段的最优运行方案;最后,构建了综合能源系统实时阶段运行优化模型,该模型首先基于当日可再生能源设备的实际出力和用户冷热电实时负荷,以15分钟为时间尺度对风光出力设备和用户负荷进行短时间尺度预测,然后以和日前运行优化出力计划偏差最小为目标,实时调整综合能源系统内各设备的实际出力,从而得到综合能源系统实时运行优化结果。最终,本文以南京某园区综合能源系统为例,对提出的综合能源系统日前阶段运行优化模型和实时阶段运行优化模型进行应用,并对输出的日前优化方案和实时优化方案进行对比分析。算例表明,本文构建的日前阶段优化模型可以得到考虑系统日运行成本和二氧化碳排放的最优运行方案,实时阶段优化模型可以得到与日前优化结果偏差最小的最优运行方案,有效地减轻风电等可再生能源设备出力和用户负荷需求的实时波动对综合能源系统供需平衡、环保性和经济性等方面的影响。