在能源危机与环境污染的双重压力下,人们开始对现有能源消费模式进行反思。如何在能源持续供应的同时提高能源利用效率与减少环境污染,仍是世界各国急需解决的问题。目前,综合能源系统的研究主要集中在系统运行优化、设备容量配置与管网能量输配等方面,对三者之间的耦合研究较少。本文在现有研究基础上,对综合能源系统运行调度、设备容量配置与能量传输进行耦合。在满足用户冷、热、电负荷的条件下,以系统总运行费用和初投资为目标函数,从综合能源系统的规划设计、运行调度与能量输配环节,对综合能源系统运行与容量优化进行研究,为综合能源系统的设计与运用提供相关思路。主要研究内容与结果如下:首先,建立综合能源系统运行调度模型,对包含复合储热储冷装置的综合能源系统进行能量模拟与优化调度分析,并提出一种耦合动态规划与改进粒子群算法的方法。对包含不同储能工况的系统进行仿真与对比分析,并采用归一化函数处理方法,探究冷、热、电负荷与逐时电价对放能调度过程中逐时放能量的影响。结果表明:储能装置与其充放能的调度对综合能源系统的运行成本有着关键性的影响。模拟工况三、工况二的运行费用相对工况一分别减少14.65%、5.92%。在放能调度过程中,逐时放能量受冷、热、电负荷与逐时电价的影响;电负荷对逐时放能量的影响大于其他三个参数,且随着所占比重的增加,对减少系统运行费用具有明显效果。其次,以绍兴市镜湖新区规划项目为背景,建立设备容量优化模型。在满足用户负荷需求的前提下,以系统初投资与总运行费用为目标函数,对能源站各供能设备容量进行优化。结果表明:所建立的数值模型具有较高的准确性。优化后,总费用降低比例随使用年限的增大而增大。使用年限为6-20年时,优化后系统总费用减少百分比（SS）整体随着储能装置的容量占比N的增大,先增大后减小。使用年限为6-10年、12-14年与15-20年时,储能装置最佳容量分别占最不利典型日负荷的40%、50%与60%。最后,以镜湖新区规划项目用户冬、夏季典型日负荷为输入参数,建立管网热动态模型与源-网-荷耦合模型,将供能-输配-用户三者动态耦合,并对管网热动态模型进行验证。在上述研究的基础上,对能源站1各设备出力状况、日前运行费用与管网能量传输进行了仿真,模拟结果显示:所建立的管网模型与数值求解方法具有较高的准确性。冬季典型日情况下,优化后能源站1日运行费用较优化前降低8.7%;夏季典型日情况下,优化后能源站1日运行费用较优化前降低27.1%。由于设备效率、能源价格与储能装置输入能量的原因,优化后冬季典型日运行费用比夏季降低的少。综合能源系统的利用对解决目前清洁能源消纳的难题,推动我国能源战略向清洁低碳、多元化与全方位国际合作转型具有极其重要意义。本研究为综合能源系统的规划设计、运行调度与能量输配等环节的应用提供参考。