随着人类与社会的进步,能源消耗量持续增长,高碳能源产生的温室效应问题日益突出。目前,大规模开发生物质能、太阳能等可再生低碳能源及提高能源利用率成为关注的焦点。综合能源系统（Integrated Energy System,IES）已成为提高能源利用率,实现低碳的目标最高效、直接的首要选择。IES系统通过对各类能源的产生、转换、传输、消耗等过程的规划与优化后,实现能源的梯级利用及互补协调。IES系统的配置及运行策略是影响系统综合效益的关键因素,本文基于东北高寒地区县域园区综合用能需求,针对耦合生物质能的综合能源系统的规划和优化运行进行研究。本文基于东北地区某县域园区极限负荷为10 MW热负荷、6 MW电负荷、2.5MW冷负荷的综合用能需求,探究了系统内部的多能流耦合特性,构建了典型的区域综合能源系统物理模型;基于系统的供能特性,构建了基于有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）的生物质能热电联产模块、基于天然气的热电联产模块、光伏模块、制冷设备、制热设备以及储能设备的数学模型。在设备建模基础上,从经济、环保和能效三个方面建立了综合能源系统效益评价指标。基于建立的模型及综合指标,进行了多目标规划设计及运行优化研究。对于多目标规划设计,采用改进的基于模拟退火方法的粒子群算法获得帕列托前沿解集,通过多属性决策方法选择了系统优化配置方案。优化配置方案主体设备含10 t/h生物质蒸气锅炉、2000 k W燃气轮机、1 MW太阳能光伏、1.65 MW电制冷机、1.42 k W吸收式制冷机、710 k Wh储热槽。对于IES系统优化运行,基于系统规划的设备类型及容量,构建综合考虑经济性和环保性指标的日前运行优化模型。对系统进行逐时优化,处理了能量平衡约束、储能装置状态判断、复杂耦合关系等问题。通过分析研究了。系统各个设备在冬季典型日和夏季典型日的优化运行时的逐时出力情况,验证了模型及优化方法的可行性。针对冬季典型日和夏季典型日用能需求,优化运行结果显示,考虑碳排放成本在内的日运行成本较低。