绿色能源的开发、利用旨在减轻人类活动对生态环境的压力,因此,其发展得到了各国政府的普遍重视和关注。但是,目前大连绿色能源仍然存在能源总量供不应求,消费结构不合理,能源消费强度大,利用效率低等几大关键问题。因此,为了提高区域能源供应的经济性、安全性和稳定性,降低能源消费强度,提高能源利用效率,本文根据《大连市能源发展“十三五”规划》提出的问题,从能源供给和能源消费两个层面,分别针对大连市目前存在的绿色能源开发不足和大型热电联产电厂热源余热利用不充分的两大问题,利用优化算法对区域绿色能源开发结构和基于天然气的分布式能源系统运行情况进行了优化设计和有效调整。本文首先阐述了我国绿色能源的开发和利用现状,通过查询相关文献、收集统计局统计数据和现场调研等方法,充分地分析和证明了区域能源结构调整和提高绿色能源利用效率、降低能源强度的必要性。其次,针对绿色能源开发问题,以大连市为研究对象,通过分析、识别其能源供应中的不确定性因素,构建了基于随机机会约束规划的区域能源结构优化调整模型。案例中设计了三种不同侧重的情景模式(经济优先、环境优先、供能可靠性优先)和三种不同的置信水平(0.90、0.95、0.99),得到了不同条件下各绿色能源种类开发的优先顺序及最佳开发比例。再次,针对分布式能源系统余热利用不充分的问题,以大连市某园区的天然气分布式能源系统为研究对象,对目标函数和约束条件分别进行了创新性改造,构建了基于能源强度概念的分式目标函数。通过对采暖季和非采暖季两个代表性时期进行研究,得到了不同季节典型日设备的优先使用顺序及系统运行方案。本文针对绿色能源开发和利用这两大过程分别构建的随机机会约束规划模型和基于分式规划的天然气冷-热-电联供系统运行策略优化模型具备良好的实用性,可以为绿色能源的发展规划提供参考。