能源危机、环境污染以及气候变暖是制约人类社会可持续发展的重要因素,能源与环境问题是世界各国高度重视的战略性问题。综合能源系统作为能源供用模式的一次重要创新与探索,不仅助推着社会能源结构的变化,也深刻影响着终端用户的用能方式。基于冷热电联供的用户侧综合能源系统集发电、制冷和采暖于一体,遵循能量梯级利用、余热回收等原则,大力开发太阳能、风能、地热能等清洁能源,以灵活的能源供用方式、高效的能源综合利用率成为缓解人类能源危机、降低用户用能成本和解决环境污染问题的重要手段。与传统的冷热电独立供用能模式相比,用户侧综合能源系统内部能量转换关系错杂,多能互补特性鲜明,用户负荷需求多样,依靠个人经验的系统运行方式难以实现用户经济用能的目标,基于仿真模型与计算数据进行决策是多能优化利用的必由之路,而建立通用性的优化模型则更能适应其快速发展的趋势。此外,系统内新能源出力的间歇性、用户负荷的波动性、设备运行工况的复杂性等不确定性因素,给用户侧多能优化利用带来了更大的挑战。基于上述背景,本文针对基于冷热电联供的用户侧综合能源系统,立足于用户经济用能需求,从系统单元模型、供用能结构、日前通用性优化建模、不确定性优化建模等方面开展用户侧综合能源建模与优化利用方法研究工作。首先,综合考虑用户侧综合能源系统设备组成的多样性、能量转换与流动的复杂性,建立其单元模型并搭建其供用能结构。一方面,将系统分为供能侧和负荷侧,在供能侧,根据设备用途和工作原理将其分为分布式动力系统、储能装置、余热回收设备、电能转换设备和热能品位转换系统五大类,并建立其外特性模型;在负荷侧,充分考虑用户用能需求,将其细化为纯电负荷（交流和直流）、空间制冷负荷、空间采暖负荷、热水负荷等,并根据负荷的特征因素建立其数学模型。另一方面,从供能设备的“输入-输出”关系入手,提炼能量载体形式作为系统结构的本质特征,搭建以能量母线为核心骨架、以按类设备为连接单元的综合能源系统供用能结构,清晰直观地刻画系统的组成结构与能量流动关系,与单元模型一道,为优化建模奠定基础。然后,针对用户侧综合能源优化利用问题,基于系统单元模型和供用能结构,提出用户侧综合能源优化利用数学模型和求解方法。综合考虑能源成本、运维成本和环境成本,构建优化目标函数;基于母线式供用能结构,建立系统能量平衡约束,根据设备技术参数建立其运行约束。提出最小负载率重构设备运行约束,将优化模型处理成混合整数线性规划问题,基于MATLBA/Yalmip编写优化仿真程序,调用成熟的商业软件Gurobi加以求解。针对两类典型的用户侧综合能源系统开展算例分析,验证了所搭模型的灵活性、优化方法的有效性以及用能策略的经济性。最后,进一步计及系统中新能源出力的间歇性、用户负荷的波动性以及设备运行工况的复杂性,采用不确定性优化方法进行分析建模,而考虑到系统在实际运行中存在数据不充足、参数不精确等问题,提出一种基于区间规划的用户侧综合能源优化利用数学模型——以区间形式的系统日运行费用为优化目标,并用区间数刻画系统等量关系和不等量约束。将建立的区间优化模型分解成一对交互的确定性优化问题进行求解。通过算例分析,验证了所提优化用能方法的有效性。通过用户侧综合能源建模与优化利用,在满足用户用能需求的前提下,降低用户用能成本,避免余热丢弃问题,而通用性优化建模对于不同系统均具有良好的适应性。此外,不确定性优化方法能够较好地应对系统中复杂多样的不确定性因素,为终端用户提供可靠的用能策略。