在大多数国家,建筑行业耗能占能源消费总量的最大部分,其碳排放约占总量的三分之一。此外,随着城市化的进展,人们对于生活水平提高的需求越来越迫切。中国各地的气候差异很大,这对区域供暖需求有决定性影响。优化现有供热网络、设计包含更高份额可再生清洁能源的新型供热系统是提高能源效率、减少碳排放以及提高人们生活水平行之有效的途径之一。供热管网系统由于包含大量的管道和换热器等装置而存在大量的储能,合理利用其储能能够达到提高能源利用率、补充城市电网调峰调频缺口的目的。本文针对供热管网储能利用的问题,分为传热和储能两部分对供热管网进行建模,在储能模型中引入影响因子θ以此提高换热段平均传热温度的计算精度,从而获得改进后供热管网传热储能计算模型。利用该模型计算:在机组停机工况下,供热管网利用其工质储能供能的可持续时间;在分时分段供暖工况下,利用该模型通过质调节、量调节两种方式来应对由于室外温度变化而引起的热量需求变化,从而也可以获得二次供水的指导温度和指导流量。供热管网的热力特性一般分为稳态热力特性和动态热力特性,本文对供热管网稳态热力特性进行稳态建模、求解、验证以及应用。根据供热管网稳态模型对供热管网热力动态特性进行探讨。当供热管网进水温度出现扰动时,对供热管网未达稳态时的温度进行线性化求解,得到供热管网温度与任意处位置以及扰动后时间的动态关系,并对此线性化动态模型进行求解验证。供热管网热力特性与水力特性相互影响,密不可分。在分析了热网动态特性的基础上,本文针对供热管网的热工水力耦合进行建模分析。采用两种方式（基本质量守恒、能量守恒方程方法和利用图论矩阵方法）对热力管网水力进行建模分析。其中,在利用图论建模时,通过将供热管网转化为可用数学表示的有向图来对其结构信息进行计算。在水力模型的基础上结合第三章中供热管网热力特性模型得到供热管网热工水力耦合模型并通过该模型对城市热网进行计算分析。