多能源系统互联,能够有效提升能源系统的可靠性、韧性与可持续发展性。建立能精确描述多能源系统特性的模型,研究多能源系统的规划运行方法,对多能源系统的发展有着重要的意义。本文建立区域-园区多能源系统模型,针对考虑高比例风电接入的区域-园区多能源系统规划与运行方法、区域-园区多能源系统的韧性提升方法进行了深入的研究,主要研究内容与研究成果如下所示:(1)根据能源的传输特性,提出了区域-园区协同的多能源系统这一概念,介绍了区域与园区多能源系统的特点,并建立了对应的模型。在此基础上,提出了考虑高比例风电接入区域-园区协同的多能源系统随机规划方法。采用风电出力场景集合描述风电不确定性,并采用随机优化出力风电不确定性。针对该模型规模较大,难以直接求解的问题,提出了对应的Benders算法。将所提模型与算法测试于6节点电力系统-6节点天然气系统,仿真结果验证了所提模型与求解算法的有效性。(2)提出了考虑高比例风电接入区域-园区多能源系统的日前鲁棒调度方法。将风电不确定性出力采用区间建模,并采用两阶段鲁棒优化以应对风电出力不确定性。该模型在第一阶段制定机组启停方案,第二阶段协同优化区域-园区多能源系统。针对所提两阶段模型难以直接求解的问题,采用了嵌套列生成算法求解该问题。提出两个加速策略以缩小问题的规模与加快迭代速度。将所提模型与求解算法测试于6节点电力系统-3节点天然气系统与修正的IEEE 118节点电力系统-10节点天然气系统,仿真结果验证区域-园区多能源系统协同优化能显著促进风电的消纳。(3)提出了区域-园区协同的操作方法以提升多能源系统面对自然灾害的韧性。所提方法将自然灾害对多能源系统的影响建模为区域多能源系统设备的随机停运。采用两阶段鲁棒优化以处理该随机停运。其中第一阶段为预防阶段,在自然灾害来临之前制定相关的预防措施。第二阶段为校正阶段,在自然灾害来临时制定相关的校正措施。建立了主动园区多能源系统模型,该园区多能源系统能够向区域多能源系统输送电能。该模型协同优化区域-园区多能源系统以缓解自然灾害对系统的影响。由于该模型难以直接求解,提出了对应的Benders分解与列生成结合的求解方法。将所提模型与求解算法测试于6节点电力系统-6节点天然气系统与修正的IEEE RTS-79电力系统-40节点天然气系统,仿真结果验证了所提模型与算法的有效性。