我国能源结构较不平衡,能源系统供能效率较低,环境问题较为严重,因此构建一种综合高效、低碳环保的供能系统迫在眉睫。本文提出了一种包含电、热、气、冷多种能源形式的分布式多元储能系统,建立了系统的整体配置优化模型以及储能单元的配置优化模型,为分布式多元储能系统的规划提供了一种有效方案。首先,介绍了目前工程应用中能源系统的研究现状以及未来发展方向,在此背景下提出了分布式多元储能系统的概念。针对分布式多元储能系统涉及到的供能设备如内燃机等进行了数学模型的建立。针对储能设备如储电、储热等进行了原理分析,并重点针对储电设备（超级电容、锂电池和压缩空气储能）进行了数学模型的建立。其次,构建了一种分布式多元储能系统,基于系统内设备的工作特性,对系统的工作机制进行了简要分析。建立系统的整体优化模型,以经济成本、碳排放量、一次能源利用率三重参数复合最优为目标函数,在能量单元出力、储能设备运行、能量功率平衡约束下进行规划,使用YALMIP+CPLEX求解得到系统的最优配置。在系统整体优化配置的基础上,又进一步针对系统中的储能单元展开配置优化,采用二次移动平均滤波的方法对储能需求功率进行功率分配,并通过能量平衡调节和SOC参数限制来保证设备的持续性和安全性运行,得到混合储能系统的优化配置结果。最后,针对分布式多元储能系统中的混合储能单元展开进一步的讨论。对储能系统中的储能设备进行不同方式的组合,分析各种组合下的运行特点和投资成本,通过对比分析知道由超级电容、锂电池、压缩空气储能耦合组成的储能系统的运行性能和经济性最优。另外,分析了滤波宽度参数对储能系统的配置以及成本的影响,为系统的工程应用提供了参考价值。