提高可再生能源的利用效率,减少化石能源的使用以降低碳排放量,是完成2030年达到“碳达峰”、2060年取得“碳中和”国家战略的重要途径之一。随着能源转换设备的广泛应用,使不同种类的能源系统实现频繁的互动协调成为可能。因此,建设广泛互联的综合能源系统逐渐成为未来能源社会的发展趋势。可以预见的是,系统碳排放量和碳交易成本可能成为未来能源系统的重要关注对象。因此,本文对能源系统进行合理的拓展规划,意在提高可再生能源开发利用的同时,以最小的规划成本实现系统效益的最大化。本文的主要工作包括:以有多种负荷需求的校园能源系统为研究对象,调研了其所在地域可再生能源资源的情况,用于评估建设分布式光伏的可行性。针对不同种类的用能负荷进行了详细地调研与计算,得到冬季、过渡季、夏季典型日的用能需求。在此基础上,设计了综合能源系统的立体拓扑结构,明确了能源网络中节点和支路的含义并及进行分类。考虑未来碳交易市场的建立和发展趋势,建立了涉及综合能源系统碳排放量和碳交易行为的拓展规划模型。该模型以系统年均投建和运行成本最小化为目标函数,包括投资成本、运行成本和维护成本、碳交易成本,同时考虑新能源发电代替购电所带来的收益。根据供需平衡、运行约束、交易约束、能源转换设备的增置条件、以及能源转换关系等约束条件,采用混合整数线性规划算法进行求解,得到分布式能源的安装容量、设备配置容量、能源交易方案和系统日运行策略。分析了综合能源系统在不同季节和负荷需求下的运行方案和拓展规划的经济性。最后,本文从经济效益、社会效益、能源供给、系统可靠性四个方面建立了综合能源系统的评价指标体系。采用层次分析法将专家的评判矩阵转化为对应指标的权重,并通过最小欧式距离法将多位专家的权重整合为一个权重,再利用VIKOR法进行折衷决策处理。通过多个能源系统的深入对比,得到不同能源系统的优劣排序。