近年来,随着可再生能源装机比例的持续增长以及异质能量转化设备技术的提高,电力、天然气和供热系统等异质能源系统之间的相互依赖关系日益加强,综合能源系统引起了学术界和产业界的重视。水不仅是能源生产和转化过程中最必需的物质之一,还作为媒介实现了配水网与综合能源系统深度耦合。应当指出,水资源的价格、充裕性等将直接影响综合能源系统的运行效益,为此,亟需探究配水网与综合能源系统之间的相互依赖关系和优化协调运行方法。本文提出了考虑水-能耦合关系的综合能源系统的运行优化模型,以探索综合能源系统和配水网之间的相互依赖性,主要工作如下:（1）在多能流视角下探究了综合能源系统与配水网之间的能量交互关系和在运行优化上的相互依赖性,构建了考虑输电网、输气网、供热网和配水网的耦合系统,包含了如电转气、热电联产机组、水泵单元以及储能设备等多种耦合元件,能够探究考虑水-能耦合关系的综合能源系统的能流交互关系以及对系统灵活性的影响。（2）基于构建的考虑水-能耦合关系的综合能源系统模型,提出了综合能源系统两阶段鲁棒优化模型,采用将混合整数二阶锥的松弛近似模型与罚-凸凹法相结合的方法,将难以处理的混合整数非线性问题转化为易于求解的混合整数二阶锥模型,并通过将罚-凸凹法的收紧算法循环嵌入到传统的列和约束生成算法中,构造了适用于考虑水-能耦合关系的综合能源系统的两阶段鲁棒优化模型。（3）考虑综合能源系统多运行目标且目标冲突场景,建立了考虑水-能耦合关系的综合能源系统多目标优化模型。进一步,通过机会约束模型刻画并处理了考虑水-能耦合关系的综合能源系统中可再生发电出力和多类负荷需求的不确定性,在对不确定性分布的实际假设下,将难以处理的机会约束转化为易于求解的模型,利用高斯混合模型拟合风力发电的概率密度分布。通过纳什讨价还价的方式,使得多个相互冲突的目标之间达成公平的妥协,并结合松弛法和罚-凸凹法对模型的非线性和非凸性约束进行处理。综上所述,本文为能源和水资源的耦合协调优化运行提出了新的研究方向,所提方法对构建智能一体化的社会综合能源与资源网络具有指导意义。