随着能源大局观的广泛深入,能源作为重要的物质基础影响着社会经济的发展与进步。在传统的能源结构中,不同类型能源的生产、传输与使用处于相互独立的状态,已经不能促进经济社会的进一步可持续发展。随着电气化进程的不断提速,不同能源可以借助物理设备进行转化,从而加强能源的流动性,增加能源的利用效率。能源网络之间形成以电能为中心的耦合关系。这对能源的运行调度与规划提出了更高的要求,而能源互联网作为大背景下出现的一种新的能源利用方式受到了越来越多的关注。综合能源系统作为能源互联网的物理层,是能源互联网建设的重要物质基础。通过协调集中式与分布式多种能源供给,实现源、网、荷、储的多能互补,提高能源的综合利用效率。而随着各类能源负荷的不断增长,如何评估综合能源系统内能源网络之间的可靠性,并且有效协调不同类型能源的综合利用,是保障能源流动,提高能源利用效率的关键。为此,本文主要针对综合能源系统内存在的问题进行了研究:首先,对城市能源的发展现状及趋势进行了说明,并介绍了综合能源系统的基本结构,对能源网络转换节点的关键物理设备进行了总结与建模;其次,以电动汽车作为能源网络的衔接点,在充分发挥电动汽车的行驶与储能特性的基础上,提出了一种城市路网与配电网关联网络的综合可靠性评估方法,建立评估模型,并通过实际算例进行验证;最后,针对热电联产机组“以热定电”运行机制下产生的大量弃风问题,提出了一种风电消纳优化调度模型,通过调节热电联产机组的出力,改善热网与电网之间的刚性耦合关系,从而减少弃风量,提高能源的利用效率。