能源是人类赖以生存和发展的基础，是经济社会的命脉。由于煤炭、石油等传统化石能源不可再生，提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源综合利用，就成为解决社会经济快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择，在这样的背景下，综合能源系统的概念应运而生。综合能源系统是以电力系统为核心，打破供电、供气、供冷、供热等各种能源供应系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式，在规划、设计、建设和运行的过程中，对各类能源的分配、转化、存储、消费等环节进行有机协调与优化，充分利用可再生能源的新型区域能源供应系统。

把针对一个地区、一个城市或者一个城镇，在研究中计及电力、热力、天然气供应网络及其耦合关联，称之为区域或者城市综合能源系统；如果更多关注分布式能源终端及其耦合关联，则称为分布式综合能源系统。

发展综合能源系统对提高能源利用效率、促进可再生能源开发利用、提高国家基础设施利用率和能源供应安全具有十分重要的意义。

首先，通过电、气、冷/热等多种不同形式能源的供应系统在生产和消费等环节的协调规划和运行，综合能源系统可以实现能源的梯级利用，有效提高能源综合利用效率。例如利用燃气轮机或燃气内燃机燃烧天然气发电，对做功后的余热进一步回收，用来制冷、供暖和制备生活热水，实现对能源的阶梯利用，提高能源的综合利用效率。

其次，综合能源系统可以充分利用多种能源的时空耦合特性和互补替代性，弥补可再生能源具有明显的间歇性和随机波动性等问题，促进可再生能源的开发利用。例如，通过大量储热的方式消纳可再生能源，采用可再生能源发电制氢等。

另外，以供电为核心，电、气、冷/热等供能系统本身存在紧密的耦合关联，电能供应的终端可能导致其他供能系统停运，因此通过多个供能系统的协调规划和运行，可以避免单纯加大某一供能系统投入提高其安全系与自愈能力带来的弊端，从而有效提高多种能源供应的安全和可靠性。与现有的供电、供气、供冷/热一样，安全、可靠、经济是人们对综合能源系统最基本的要求。可靠性评估可以用定性或者定量的指标反映系统的能源供应中断的风险水平，从而指导综合能源系统的规划、运行等生产实践活动。随着经济社会的发展，人们对能源供给的可靠性要求越来越高，综合能源系统与电、气、冷及热等多种负荷在物理上直接相连，确保综合能源系统的供能可靠性显得尤为重要，开展其可靠性评估研究具有十分重要的意义。