综合能源系统是能源高效利用的主要实现方式,在未来社会能源生产与消费中占据重要地位。随着近年来综合能源系统建设规模的不断扩大,如何实现综合能源系统的清洁低碳与安全高效运行成为亟待解决的工程问题;另一方面,综合能源系统安全稳定运行是扩大综合能源系统经济效益的基础,然而在当前综合能源系统静态安全问题中缺少针对多能耦合影响的分析;其次,综合能源系统混合潮流计算多采用忽略管网延时特性的稳态模型,使系统混合潮流计算结果不够精确。因此,本文研究综合能源系统运行优化及其静态安全耦合分析相关问题,具体工作如下所述:针对当前综合能源系统能量流运行优化领域面临的实际问题,为实现综合能源系统运行的清洁低碳、安全高效,本文提出一种兼顾环保与能效水平的综合能源系统最优能流计算方法。首先构建综合能源系统的运行模型,实现对系统能量流运行状态的数学描述;然后在经济成本优化的基础目标之上,建立综合考虑系统碳排放量、综合能效与有功网损的多目标优化模型,且使其满足综合能源系统静态安全约束;其次,采用标准矩阵模型描述能量枢纽运行状态,在优化模型的决策变量中进一步考虑能量枢纽内部多能设备出力水平;最后对算例进行仿真分析,验证本文所提模型及方法的正确有效。针对综合能源系统的静态安全问题,提出一种以能量枢纽为核心的综合能源系统静态安全耦合分析理论和方法。首先将电力N-1准则推广至天然气系统,结合牛顿拉夫逊算法提出考虑输气管道N-1开断的预想事故集;然后基于能量枢纽标准矩阵模型分析各异质能源子系统的能源转换关系和拓扑结构,分析其在故障传播中起到的耦合机理和媒介作用;最后评估事故影响的严重性,分析源发故障对能量枢纽及各子系统静态安全性影响,实现对关键事件和脆弱部位的识别。通过算例验证本文理论和方法正确有效。针对综合能源系统异质能源子系统管网延时特性的问题,本文提出考虑延时特性的综合能源系统静态安全耦合分析方法。首先提出考虑管网延时特性电力-天然气-热力耦合综合能源系统的混合潮流模型;其次结合综合能源系统耦合特征与运行方式,提出考虑延时特性混合潮流的顺序求解方法;然后结合算例对潮流状态计算结果进行对比分析,并分析开断事故后系统的变化趋势与静态安全性;最后通过算例仿真,证明本文提出模型与方法的正确有效。