在传统能源利用模式中，各能源系统耦合度低，供电、供气等系统单独规划设计运行，能源利用率低。综合能源系统通过系统间的耦合，实现不同能源梯级利用，提高了能源利用效率。同时，目前新能源接入电网后存在出力间歇性大，严重弃风、弃光的问题，制约了大规模新能源发电的发展，而综合能源系统中燃气轮机具有快速响应的优点，能补偿新能源出力波动，且电转气技术的发展为新能源的消纳提供了有效解决途径。为提升电气综合能源系统的运行效率，不确定因素对能量流的影响、综合能源系统的规划和优化运行方案是目前的研究热点。本文以电-气综合能源系统为研究对象，对其概率能量流计算、气源定容规划以及系统的低碳经济调度展开研究，主要内容如下：
　　（1）本文计及电-气综合能源系统中存在的不确定因素及其耦合关系，提出了概率能量流分析模型。建立了由电力系统、天然气系统以及耦合环节组成的电-气综合能源系统模型，在电-气综合能源系统稳态能量流计算的基础上，将拉丁超立方法引入电-气综合能源系统中，针对电负荷和气负荷的不确定性和采样相关性对系统能量流计算的影响，改进采样矩阵排序方法，提出了适用于电-气综合能源系统的概率能量流数学模型及求解方法。算例分析表明耦合会对系统的概率能量流计算结果产生影响，且耦合后某一系统中不确定因素会造成另一系统更大的波动性，所以在电-气综合能源系统对某一系统进行分析时，必须计及另一系统不确定性因素的影响。
　　（2）相较于独立运行的天然气系统，电-气综合能源系统由于电力系统的耦合，使等效气负荷增加，原有天然气气源供气能力无法满足系统总负荷所需。为解决现有气源容量不足问题，在考虑电负荷和气负荷不确定性的情况下，以系统可靠、经济、优质运行为目标，提出一种电-气综合能源系统气源定容规划模型，采用粒子群算法求解。算例分析表明，该定容规划方案所得气源容量，能够有效满足系统负荷需要。
　　（3）为了减少碳排放，在采用高效清洁的天然气发电的同时，大规模新能源也并入电网，基于此本文提出一种高比例新能源接入的电-气综合能源系统低碳经济调度模型。考虑发展低碳电力与天然气供气充裕性之间存在的矛盾，提出气荒因子协调火电机组与燃气轮机的调度。建立了兼顾系统总运行成本、弃风光量、系统失负荷量、环境成本以及供气充裕性的电-气综合能源系统低碳经济调度模型。算例分析表明，所提低碳经济调度模型不仅能够实现互联系统可靠、低碳、经济运行，而且能够解决电力系统独立运行时存在的弃风、弃光的问题。