能源是人类经济社会赖以生存与发展的重要基础。为应对日益增长的能源需求,以及日益严重的环境压力,提升能源体系的效率和可再生清洁能源的利用率,已然成人类发展的重任。以电能、热能和气能的协同作用和可再生能源的互补性为特征的多能流系统是解决当前能源和环境问题的重要手段之一。为解决以上问题,本文以多能流系统统一调度的角度,依据系统建模和优化设计,对多能流系统中的多个区域进行系统的建模与优化研究。首先,介绍了多能流系统模型的构建,简述了多能流系统的功能架构并建立了多能流系统的设备模型,为下文建立单区域多能流系统优化模型和多区域多能流系统优化调度模型研究奠定基础。其次,依据电、热、冷、气等各种能量流自身的特性,分别依次对多能流系统中的居民区、工业区和商业区建立多能流系统日前优化调度模型。并设计了四种不同的系统场景,采用MATLAB中YALMIP平台编写模型程序并调用CPLEX商业求解器进行优化计算,分析比较了各场景下的结果。此外,还进一步探究以居民区为例探究了储电装置、储热装置和电锅炉对风电和光伏消纳效果和消纳机理,得出三种不同装置的新能源消纳效果和消纳机理。同时,在工业区中考虑了环境保护,实现了碳捕捉与封存技术在多能流系统中的运用,为促进多能流系统的绿色环保发展提供指导。最后,建立了计及多个能源集线器的多能流系统优化调度模型,分析能源集线器之间多种能量流传输耦合互联和相互影响制约的区域能源综合利用关系。以三个区域多能流系统总体运行成本最低为目标,对含有三个能源集线器的多能流系统进行算例分析。对比分析结果表明,各个能源集线器之间能量流的传输协调调度和能源集线器之间耦合互补在降低多能流系统的总体运行成本方面具有显著的效果。