在综合能源系统向复杂化、高耦合度发展的过程中，设备单元运行可靠性降低与高昂的设备运维成本问题难以忽视。针对上述问题，从内部配置结构优化的角度，将系统工程中主、被动冗余思路引入综合能源系统，完成子系统单元的冗余设计。提出了一种针对冗余设备逻辑最优工况匹配的两阶段流程，以实现全系统整年运行优化。从经济、能源和环境3方面建立评价指标，基于蜜獾算法对两建筑、四系统进行案例研究。结果表明：所提3种冗余系统均实现了可靠性与各性能指标的明显提升；主动冗余系统年度总运行成本最低，热备用系统可靠性表现最好，冷备用系统综合性能最佳。