近年来,城市单一能源系统或单类能源生产供应效率已然提升至很高水平,但全区域和跨品类的城市能源系统仍然存在不协调、不匹配的环节,导致整体用能效率不高,在此背景下如何进一步提升城市能源系统的整体用能效率已成为业内关注的重点。从城市能源系统呈现多源异构的角度来说,多能耦合系统能够通过利用各能源间的相互耦合及转换特性,实现多种能源的协调互济,提高整体能源系统的利用效率。从城市能源系统实际运行角度来说,城市人口的大量增加以及城市智慧能源服务从单纯的交易结算向提供优质用能体验转变,用户用能的不满意度将不能被简单覆盖,仅考虑多能耦合不符合城市能源系统的实际运行,有限理性作为用户策略选择的具体描述,能够定量反映出用户用能习惯及不满意度。因此,基于用户有限理性的城市多能耦合系统优化运行研究成为本文研究重点。首先,针对当前城市能源系统多能耦合、用户侧深度参与的特性,构建了城市智慧能源系统的基本框架;对城市智慧能源系统典型场景内部的各类能量转换、存储设备进行了数学模型描述,并提出了用户有限理性的考虑因素及量化指标数学模型,完成了城市背景下多能源耦合互补系统运行数学模型的构建,为后续研究内容的开展提供了场景支撑。其次,以构建的城市多能耦合系统模型为基础,针对售能商与用户为不同的利益主体,仅考虑售能商利益最大单一优化目标将无法满足系统整体优化运行的问题,构建了考虑用户完全理性的售能商与用户的双层优化模型,其中上层目标函数为售能商的利益最大化,下层为用户的成本最小化;双层模型通过KKT条件、互补松弛及强对偶定理对双层模型进行线性化处理,将双层模型转化为单层混合整数线性模型通过Yalmip/Cplex求解器进行算例求解,所构建的双层模型实现了城市多能耦合系统整体的运行优化,并为后续的研究提供了场景对比。最后,针对用户在用能决策时存在有限理性,单纯的策略实施将导致用户侧满意度与经济利益不均衡的问题,构建了考虑用户有限理性的售能商与用户的双层优化模型,上层以售能商的净收益最大为目标,下层以用户成本最小化为目标;其中下层通过用能满意度、价格满意度及当前用能习惯等有限理性因素来合理描述用户负荷响应特性,并将双层模型转化为单层混合整数线性模型通过Yalmip/Cplex求解器进行算例求解,所构建的双层模型实现了城市多能耦合系统整体的运行优化的同时兼顾了用户侧的有限理性因素及用能满意度。