在低碳发展和能源转型的背景下，探索综合能源系统，有助于减少对传统化石能源的依赖，有益于能源结构的调整和能源可持续发展的进程。基于传统混合储能系统的出力特性，构建了结合用户侧需求响应模型的三级混合储能系统模型，利用“源—网—储—荷”的互补关系，提出了4种方案。通过采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ, NSGA-Ⅱ)进行优化，帕累托前沿解集利用优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, TOPSIS)找出每种方案的最优解，并得到了电网和热网各设备的最佳运行情况。结果表明：相较于独立运行模式，电和热需求响应模型优化加入后，在各指标相同偏好下系统每日可以节省成本463.5元，减少碳排放4.36 kg,但同时会影响系统的独立性。