传统能源系统如电力系统、天然气系统、热力系统大多是分开规划、独立运行的，彼此之间缺乏协调与耦合，不利于供能系统的经济、高效、稳定运行。随着能源互联网的发展，电、气、热等多种能源之间的耦合与内部依赖显著增加，源-网-荷互动加强，多能协同运行趋势日趋明显。多能源系统有利于提升能源利用效率，降低生产成本，对于保障能源的安全、经济、高效和清洁供应具有重要意义。能量枢纽作为其中的关键单元，能有效的整合不同种类分布式发电的优势，丰富能源的供应渠道，提高系统的可靠性。与此同时，多种能源互联及分布式可再生能源的广泛接入给能量枢纽的规划及运行带来了挑战。本文针对能量枢纽的配置与运行问题展开研究，提出了计及可靠性的能量枢纽优化配置方法和考虑不确定性的能量枢纽双层随机优化运行模型。论文的主要工作如下:
　　本文首先给出了能量枢纽内部的风机、热电联供(CHP)、燃气锅炉等各种分布式供能单元及电、热储能单元的详细数学模型。基于上述模型，构建了能量枢纽转换、存储输入-输出双端口网络模型，该模型充分考虑了需求响应对模型的影响，利用负荷的削减实现能量的优化调度。
　　针对能量枢纽优化配置问题，引入能量未供应期望对能量枢纽的可靠性进行分析，提出了计及可靠性的能量枢纽优化配置模型，以投资与运行总费用最小作为最优经济性目标，以失负荷惩罚成本最小作为最优可靠性目标，并结合优化策略求解计及可靠性的能量枢纽优化配置结果，确定组件最优容量及型号，结果表明提出的模型有利于系统负荷供应可靠性的提升。
　　最后，本文对考虑不确定性的能量枢纽优化运行问题进行了研究。针对风电、电负荷、组件随机中断等不确定性，通过区间法与蒙特卡洛相结合生成大量初始场景，采用同步回代场景削减技术保留典型场景。提出了一种基于双层随机优化的能量枢纽优化运行模型，上层采用日前调度，以最小化能量枢纽运行成本为目标;下层采用时前调度，对储能和分布式发电单元的输出功率进行修正，并引入需求响应作为系统备用容量。通过仿真计算对比了六种能量枢纽的优化运行出力结果，为考虑不确定性的能量枢纽的优化运行提供了新的解决方案和理论支撑。