中国对能源的需求不断增长,能源消耗量在未来仍将继续攀升,而在人民物质生活的改善及工业行业发展的影响下,二氧化碳排放量不断增长;与此同时,“双碳”目标的提出进一步推动了可再生能源的发展,对其大规模开发与利用提出了挑战。在此背景下,为促进目标实现,加速推进能源结构低碳化转型,发展综合能源系统提供了重要战略支撑,但单一系统的容量和作用有限,联合多个综合能源系统合作,共同分担系统内负荷并共享备用容量,能够增强系统的安全可靠性,提高系统的综合效益。本文基于合作博弈讨论多个综合能源系统之间的运行优化问题,并对多系统联合展开效益评价研究,旨在为博弈论在综合能源系统中的应用研究提供理论参考和决策支持。本文主要研究内容如下:一、梳理了综合能源系统与博弈论相关理论,为研究奠定理论基础。一方面,分析了综合能源系统的结构层次和特征,提出了典型结构框架,剖析了不同协同优化模式的构成及特点;另一方面,研究了博弈论的原理及类型划分,针对合作博弈展开了进一步分析,为多个综合能源系统进行联合博弈提供有效方法。二、提出了基于能量交易共享框架的运行优化模型,完成了多系统运行的优化以及合作联盟的收益分配研究。首先,基于多系统开展能量交易的情况,搭建了能量交易共享框架;其次,基于合作博弈明确了合作联盟之间根据Shapley值进行收益分配的方法;最后,对系统中的元件进行建模,以合作联盟净成本最小为目标函数,提出多系统运行优化的约束条件,采用NR-PSO算法求解。三、构建了综合能源系统效益评价模型,为评价合作联盟运行优化的效益情况提供方法。首先,考虑合作联盟的情况,对综合能源系统多个层面的效益影响因素进行分析;其次,构建了基于经济、技术、环境和社会四个维度的效益评价指标体系;接着,基于层次分析法、反熵权法和矩估计的基本原理,提出了组合权重确定方法;最后,构建了基于改进TOPSIS的综合能源系统效益评价模型。四、开展了多个综合能源系统运行优化及效益评价算例研究,验证了合作博弈优化的有效性及效益评价模型方法的合理性。首先,设置各个系统的基础数据参数以及运营场景;接着,分析运行优化结果,并计算收益分配;最后,在运行优化结果的基础上分别对三个系统合作运行优化前后的效益以及联盟系统的效益实施评价,评价结果表明合作运行能够取得更好的综合效益。