随着终端能源系统的快速变革,天然气网络与电力网络的耦合程度日益增加,燃气机组可快速响应可再生能源出力的不确定性,同时也将引起天然气网络状况的巨大波动。因此,本文针对电-气耦合网络的相互作用,提出了有效的模型和方法对其进行动态分析。同时,本文提出了一种含P2G的电-气耦合网络经济安全运行模型。具体研究内容如下:（1）以“能量流”为核心,关注电力网络和天然气网络的整体能量传递规律,列出其矩阵形式的网络方程。矩阵形式的网络方程更易表达,适合计算机计算,将模型嵌入算法后更方便仿真分析。在此模型的基础上,给出电-气耦合网络静态安全分析的安全运行约束、运行状态分类、预想事故集及流程。（2）对天然气网络偏微分方程模型进行改进,使其能够有效反映天然气管道的端口特性。该线性模型显著地减小了传统模型的复杂度与计算量,更适用于电-气耦合网络的在线分析计算。在此基础上,计及压缩机的动态特性,提出了基于可变压缩比的电-气耦合网络稳定控制方法,保证电-气耦合网络的安全稳定运行。最后通过仿真算例,验证了所提模型的准确性和控制方法的有效性。（3）结合电-气耦合网络的约束条件,考虑燃气轮机的爬坡率约束与天然气网络的压力波动限值和压力变化率大小密切相关,提出了电-气耦合网络的互动机理。在仿真过程中,本章采用了奇异摄动理论,将天然气网络和电力网络分别用快慢两个时间尺度的动态过程加以描述,通过6节点的天然气网络和7节点的电力网络联合仿真,有效地反映出电力网络与天然气网络的相互影响。（4）随着风电、太阳能等可再生能源的迅猛发展,其装机容量大幅增加,电网难以安全消纳,因此出现了弃风弃光等现象,造成能源浪费。本文研究当风电过剩时,采用P2G技术将多余的风电转化成天然气进行存储,促进风电消纳,提高风机利用率。首先对含P2G的电-气耦合网络进行模块化建模。在此模型的基础上建立以电网动态安全性最高和电-气耦合网络成本最低为双目标的电-气耦合网络经济安全运行模型。