如何提高天然气利用效率促使有限资源发挥最大的作用，是当前我国天然气工业发展进程中急需解决的一个重要问题。我国研究总体上还处于起步阶段，理论体系尚未形成，从目前文献资料来看，也没有可以直接借鉴采用的。因此，本文从我国国情出发，站在国家角度，深入研究我国天然气优化分配的科学方法，具有重要的理论价值。　　本文研究了两个方面的问题。一是，关于优化省际天然气分配问题。基于不同原则和方法构建三种省际优化模型，并对三种优化模型进行对比研究分析。二是，关于优选天然气用户问题。构建反映天然气利用有效性的指标体系，依据各用户的8个指标测定其天然气使用的相对效率并依据各用户相对有效性进行排序和优选，创立了一套完整的优选天然气用户的机制和方法。本文还进一步研究天然气用量波动特征指标，构建调峰方式分析的理论基础。　　本研究得出三个方面结论。（1）构建的三种省际优化模型各有其适用的社会经济环境，而基于效率和公平原则建立的省际天然气优化的多目标规划模型，则是我国现阶段优化省际分配的一种理想选择。（2）构建的衡量天然气利用有效性的8项指标和建立的优选机制和方法，通过算例验证表明，这是切合我国实际的有效方法。（3）构建的测定天然气用量波动特征的13个指标，通过分析验证显示，这些指标可以刻画用气的波动特征和运行规律，为优选调峰方式提供了理论支持。　　本研究具有三个方面的特色和创新。在研究的视角上，从国家角度出发，研究天然气资源省际优化分配问题，坚持兼顾公平与效率的原则；研究天然气用户优选问题，坚持政府、供应商、用户三方利益之和最大化原则。在研究方法上，选用科学合理的理论方法和分析工具，采用线性规划方法、马尔科夫原理、博弈理论、数据包络分析、时间数据序列分析和谱分析方法。在研究的理论成果上，以解决实际问题为目标，建立了基于公平与效率的我国天然气资源省级优化分配理论方法；构建了衡量天然气利用有效性的指标体系，创立了用户优选机制和分配方法；创建了用户用气波动特征的分析方法以及衡量波动特征的指标体系。