近年来,为实现国家“双碳”战略目标,低碳且可靠的天然气发电占比逐渐提高,电转气等新兴技术也为消纳富余可再生能源电力提供了有效途径,使得电力系统与天然气系统的耦合日益紧密,逐渐形成了区域电-气综合能源系统。然而,天然气系统与电力系统的物理特性不同,为区域电-气综合能源系统的优化运行带来了挑战。本文研究了电网友好型的园区级电-气综合能源系统的自治优化运行方法,主要工作包括:（1）提出了天然气系统稳态模型与动态模型,分别适用于长时间尺度与短时间尺度的优化运行问题。需要说明,提出的天然气动态模型为线性,该模型可以兼顾模型准确性和计算效率。（2）提出了基于广义纳什博弈的多园区级电-气综合能源系统P2P交易方法。在该交易模式下,园区既可以与上级能源网络进行互动,也可以实现园区与园区之间直接的能源交易。在该博弈模型中,由于天然气网络中Weymouth方程以及区域间耦合约束的存在,极大的增加了模型的求解难度,为此,设计了一种分布式的三层求解算法,包括模型凸化、分布式求解、可行性恢复。算例结果展示了算法的良好性质及提出的P2P交易机制的有效性。（3）提出了考虑支撑主网频率的园区级电-气综合能源系统运行方法。具体地,设计了基于两阶段鲁棒优化的运行模型,考虑了园区参与电网调频响应对自身的经济性及安全性的影响,通过第二阶段电-气运行约束可行性校验确保园区参与调频的可行性。综上所述,本文针对天然气系统动态建模以及其与电网友好互动、优化运行提供了解决方案,对构建安全电网及节能型社会具有指导意义。