随着一次能源的日益匮乏及全球环境问题逐渐严重,可再生能源已成为了当前社会利用和研究的主要发电形式,但传统的能源系统以单一电网络为主,很少将天然气网、热能网与电能网进行联系,没有统筹规划研究综合能源系统给社会带来的影响。综合能源系统作为最新的能源提供形式,包含供电、供热和供气等能源系统,在各个环节实现了多种能源的耦合,具有灵活高效、梯度供能和协同利用等优点,得到社会的高度重视。随着综合能源系统逐步发展,当配电网发生故障后对人类生活的影响越来越大,电能在长时间故障恢复中供电能力可能不足,所以利用其他能源对配电网进行恢复供电变为备用选择。在上述背景下,本文初步探讨和研究了相关内容,主要完成了以下几个方面的研究工作:首先,对电-气耦合综合能源系统进行建模和分析,介绍拓扑分析方法与基于广度优先搜索的配电网潮流计算方法,为制定综合能源系统恢复方案奠定了理论基础。其次,为了提高配电网故障恢复范围及恢复时长,采用双层优化理论建立电-气耦合综合能源恢复量与经济性、环保性相协调的故障恢复模型,利用改进的蚁群算法与多级恢复模型对上下层模型进行优化求解,再利用灰靶贡献度对上层指标进行客观赋值,通过靶心度综合评估恢复方案,从而得到每时段最优方案。仿真算例表明利用电-气耦合综合能源恢复配电网具有优越性,并对其扩大恢复范围具有有效性与实用性进行了验证。最后,对于综合能源系统恢复问题提出了基于多能互补的电-热-气综合需求响应机制。其中,电能利用VCG-Kelly拍卖机制的收益函数得到响应量与切负荷顺序;热能利用用户满意度与热能弹性决定电制热机组的投切以及备用能量的投放顺序;气能利用替代型需求响应在故障后实现能源转换。整体考虑电-热-气综合需求响应特性,通过能源相互转换实现非故障区域内的失电恢复与持续供电,利用双层优化模型对恢复范围及用户满意度进行协调,从而得到每时段最优故障恢复方案。通过算例得出考虑综合需求响应对增大系统负荷恢复率、提高恢复经济性具有有效性与实用性。