当今世界面临着能源短缺与环境污染的双重问题,发展可再生能源无疑是解决这两个问题的良策,风电作为主要的可再生能源方式,在我国受到了高度重视,近年来我国的风电装机容量迅速增长。然而由于风力发电受天气状况和地理环境的限制,具有随机性和波动性的特点,使得风电消纳成了一项亟待解决的难题。近年来新兴的电转气技术（Power to Gas,P2G）可以将剩余风电转化为天然气,利用天然气管网进行储存和传输,成为解决风电消纳难题的一条新的方式。同时电转气设备和燃气轮机一起,使得电能和天然气能实现了互相转化,双向流动,作为重要耦合设备构成了电—气综合能源系统。本文以含电转气技术的电—气综合能源系统为背景,研究了其对风电消纳能力的提升以及系统运行的经济性,主要工作内容包括如下几部分:（1）分析了电—气综合能源系统的基本结构,对系统中电转气设备、燃气轮机、风力发电机组、蓄电池、储气罐等关键设备进行了数学建模,这部分内容为接下来的综合能源系统优化运行研究奠定了理论基础。（2）考虑到电转气设备在氢气甲烷化过程中会吸收二氧化碳,可引入碳交易机制将电—气综合能源系统纳入碳市场,研究电转气装置进一步商业化推广的可能性,建立了在含碳交易机制下电转气设备利润最大化和系统整体运行成本最小化的双层优化模型。对传统飞蛾扑火算法进行了加入双自适应因子的改进,利用基于双自适应因子改进的飞蛾扑火算法（DAMFO）对上述模型进行求解。结果分析证明了电转气设备的加入使得综合能源系统消纳风电的能力得到提升,系统综合运行成本下降,改善了经济性。（3）燃气轮机和电转气设备使原先独立运行的电能子网和天然气子网深度耦合成为电—气综合能源系统,因而其制定的多能互补调度方案会对两个子网调度中心制定的运行计划产生影响。对此基于Stackelberg博弈理论建立以综合能源系统为领导者,电能子网和天然气子网的调度中心为跟随者的主从博弈模型,通过双方重复迭代博弈,得到最佳的调度计划。利用人工蜂群算法求解了该博弈模型,结果证明经过双方博弈的综合能源系统的消纳风电能力与系统经济性都优于电力子网和天然气子网独立运行的方式。