能源是经济快速发展的重要保障,随着经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段,我国的能源结构也进入转变期,在此背景下,《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确提出降低碳排放,实现碳中和这一需求。区域综合能源系统能够在横向实现“冷-热-电-气”多能耦合,在纵向实现“源-网-荷-储”多方协调,能够在满足用户多元化能源需求的同时,提升供能系统的经济性和能效,减少污染物排放量,有助于实现“双碳”目标。因此,有必要研究区域综合能源系统中能源站和能源网络的选址和定容,构建区域综合能源系统“站-网”选址定容优化模型,探讨兼顾高经济性和高可再生能源利用效率的途径。本文主要包括五个研究部分。第一,构建区域综合能源系统设备和能源网络模型。主要包括三个模块:首先,介绍了区域综合能源系统基本结构和规划中应涉及的变量;其次,从能源耦合角度,构建了区域综合能源系统数学模型;最后,构建了含网络损耗,循环水泵定容和内径尺寸优化的能源网络数学模型。第二,电-热综合能源系统“站-网”选址定容的优化变量和单目标算法研究。该研究内容包含三个模块:首先,以年总成本为目标,以热网管内经济流速,能源站选址,能源站容量和管网布局为变量,构建了区域综合能源系统“站-网”选址定容优化模型,并在该模型中考虑能量平衡,设备运行,网络传输和环境四项约束。其次,分析了区域综合能源系统“站-网”选址定容优化模型求解过程和特点,并选择基于Dijkstra与模拟退火算法的路径寻优算法和基于遗传算法的启发式区域综合能源系统协同规划算法求解该模型。最后,根据建立的区域综合能源系统“站-网”选址定容模型,选取规划区域进行案例研究。第三,基于经济性研究区域综合能源系统“站-网”选址和定容。该研究内容包含两个模块:首先,构建了以年总成本最低为目标的函数模型,在第三章约束条件基础上增加弃电率约束,基于上一章算法优化能源站选址,能源网络布局,设备容量,能源网络尺寸和年总成本。最后,在案例分析部分通过规划优化一个来自OpenStreetMap的规划区域的能源站和能源网络,以揭示能源站和能源网络规划优化过程各变量对区域综合能源系统经济性的影响机理,验证了所提出模型和方法的有效性。第四,基于弃电率和经济性优化区域综合能源系统“站-网”选址和定容。该研究内容包含三个模块:首先,构建以高经济性和低弃电率为目标的区域综合能源系统“站-网”双目标选址和定容优化模型,并在第二章约束基础上增加能源站交互约束。其次,使用第二章路径寻优算法和NSGA-Ⅱ求解区域综合能源系统“站-网”双目标选址和定容优化模型。最后,进行案例研究,基于3个案例优化场景结果,讨论设备出力策略,设备选型和多能源站能源交互策略对双目标的影响机理。第五,讨论,总结了区域综合能源系统“站-网”选址和定容研究方法,并给出未来研究建议。该研究内容包括两个部分:首先,在第四章4个案例分析场景结果的基础上,总结出以经济性为目标的最优区域综合能源系统“站-网”选址和定容方法,探讨同类型研究文献与第四章研究成果的异同,提出规划优化建议。最后在第五章3个案例分析场景结果的基础上,广泛讨论第五章与同类型文献的异同,并提出以经济性和弃电率为目标的区域综合能源系统“站-网”选址和定容建议。