综合能源系统集成多类型能源网络与耦合转换机组,对比单一供能系统,不同能源间的协调互补可以有效提升系统能源利用效率与运行经济性。且随着全球能源互联的快速发展,区域综合能源系统间的互动合作增强,区域间能源的互补可以进一步释放系统运行的灵活性。然而,随着波动性风电等可再生能源的大量并网,系统运行面临更高的随机性和不确定性。同时,互动合作的区域综合能源系统分属于不同利益主体,区域间由于隐私保护构成的信息壁垒阻碍系统的统一协调优化。针对上述问题,本文从挖掘多能耦合物理模型出发、建立单区域多时间尺度协调调度模型,进而提出跨区综合能源系统间互动优化策略。论文的主要研究内容包括:（1）挖掘多能耦合物理模型方面,分析管道传输惯性与网络气压-流量关系,挖掘天然气管道网络的动态存储能力,由此建立精细化的天然气网络模型;建立基于能源集站的多类型能源耦合转换与存储模型,并以此搭建包含电、气、热各异质能源网络耦合的综合能源系统优化调度模型;进而,提出针对大规模不确定风电并网下,电转气机组与管道存储能力协调配合的调度方案,实现将难以消纳的风电转为天然气并利用管道动态特性短期存储,缓解系统调度的压力并提高运行的经济性。（2）在单区域多时间尺度协调调度模型方面,提出基于模型预测控制的多时间尺度协调优化调度方法,将优化调度扩展为日前、日内和实时三个子阶段的优化问题来协调运行的经济性和准确性。根据多能耦合机组和高渗透间歇性风电的运行特点,在各调度阶段设计不同的优化策略。日前阶段,建立机组组合问题,优化慢速响应机组的启停计划,并将计划传入日内和实时阶段来保持系统全周期运行的经济性。在日内阶段,建立基于模型预测控制的滚动优化策略,获得可控机组最优出力方案。在实时阶段,建立基于超短期预测的偏差矫正优化,并引入闭环反馈机制以实现精确的功率平衡。为了提高求解效率,本部分采用McCormick松弛法转化非线性管道方程,将非线性优化问题转为混合整数二阶锥规划问题,并可由求解器直接计算。（3）在跨区综合能源系统间互动优化策略方面,提出考虑跨区互动和风电不确定性的综合能源系统时间-空间协调调度策略。在时间维度,针对风电的随机波动,建立基于随机模型预测控制的日前和实时阶段协调配合的多时间尺度调度框架。在日前阶段优化机组出力,并在实时阶段进行闭环反馈矫正。在空间维度,提出基于交替方向乘子法对跨区互动综合能源系统解耦,实现仅依靠边界实时状态量的快速分布式迭代求解。进一步,为了提高本调度策略的求解效率,提出基于最优条件分解法的时间尺度分解计算,将连续调度周期的串行计算转换为多个时间断面子问题的并行求解,最后,算法的有效性在仿真算例中得到验证。