由于以太阳能及风能为主的可再生能源具有较强的随机性、波动性及间歇性等特点,可再生能源发电的消纳问题变得尤为突出。随着电转气(P2G)技术的快速发展,以P2G设备及燃气轮机作为耦合元件的电-气互联网络协同运行已成为现实,不同设备规模及混合能源系统运行策略对电-气互联系统的可再生能源消纳能力及运行经济性会产生较大影响。因此,开展电-气互联系统混合优化策略研究对提高可再生能源发电消纳率及混合能源系统经济性有着极为重要的意义。本文首先对电-气互联系统、可再生能源发电消纳、P2G技术及碳捕获系统(CCS)的研究现状进行了阐述。在此基础上论述了电-气互联系统的总体架构及能量流动特性,给出了相关元件的出力模型,为后续实验分析提供了理论基础。其次,提出了基于P2G设备容量可变的系统经济性评价模型,以P2G工厂最优投资回报率为目标。算例仿真给出了最优投资回报率下P2G工厂的装机容量,分析了P2G技术在电-气互联系统中对可再生能源消纳比例、碳税减免等程度的影响并对三种典型装机容量下的P2G工厂经济性及运行工况进行了对比分析。随后,为提升可再生能源发电的可调度性及削峰填谷作用,增强系统的运行经济性,在电-气互联系统中引入蓄电池储能系统(BSS),提出了基于电力市场下的混合能源系统最优运行策略,以实现系统最小运行成本为目标并采用改进的粒子群(PSO)算法进行寻优求解。算例仿真比较了有无BSS情景下的混合能源系统运行经济性并分析了天然气价格波动对混合能源系统运行状态及经济性的影响。最后,基于P2G技术对碳减排及碳税减免效果的有限性,提出引入CCS以增强电-气互联系统运行的低碳经济性并以系统最小运行成本及碳减排成本为目标。算例仿真比较了有无CCS情景下的电-气互联系统低碳经济运行特性。同时,对碳税及碳交易两种机制下的低碳经济运行结果进行了分析,对比了两种碳减排措施对系统低碳经济运行的影响。算例仿真结果表明,P2G技术能够有效降低电-气互联系统的弃风弃光率、气源供气量及碳税成本,合理规划P2G工厂装机容量大小对P2G工厂的经济效益具有重要意义;引入BSS对混合能源系统运行经济性有较大提升,天然气价格波动对混合能源系统的经济性影响较小,但对混合能源系统运行工况有较大影响;CCS能够有效提升系统的低碳经济运行特性,碳交易机制在当前情况下相比碳税政策具有更好的经济及低碳效益驱动力。