管道是连接天然气开发与利用的纽带，大量的天然气经过管道输送至远离气田的城镇和工业区。近十年来，随着天然气管道的大规模建设以及管道沿线天然气市场的逐步开发，面向全国的天然气主干管网正在稳步的建设中，管网的输量将以前所未有的速度快速增长，使得管网系统日益大型复杂化。如何保证管网系统安全、合理、经济地运营，成为管理者首要关注的问题。管网运行能耗作为管道运营的主要成本，能耗管理成为一个越来越迫切的问题，因此运行优化最关键的问题是以管网运行能耗最低为优化目的。本文调研了大量国内外文献，紧跟国内外在天然气管网系统优化技术方面的最新研究成果，并结合国内某天然气长输管网系统对管网系统的运行优化进行了深入研究。通过分析得出输气管网运行能耗受管网输气能力、压缩机、资源、用户等各种因素的影响。将复杂的天然气管网运行能耗问题转化为数学的目标函数的问题求解，提出了输气管网运行能耗的优化模型，并采用线性逼近法进行模型求解，利用C++Builder6.0编制了“输气管网运行能源优化”计算程序，以国内某天然气长输管网为例提出优化方案，该方案对管网系统的运行调度及节能降耗具有重要的指导意义。利用管网仿真软件（PNS）对研究的输气管网进行建模计算，验证了计算程序的精确性与合理性，并检验了计算程序给出的优化方案的可行性与适用性。