一种基于主从博弈的综合能源系统分层分区优化运行方法，包括：建立多园区综合能源系统的主从博弈分层分区架构；基于多园区综合能源系统的主从博弈分层分区架构，建立多园区综合能源系统的博弈主体优化模型和多园区综合能源系统的博弈从体优化模型；将多园区综合能源系统的博弈主体优化模型和多园区综合能源系统的博弈从体优化模型相结合，共同构成多园区综合能源系统的主从博弈双层优化运行模型，并采用混沌自适应粒子群算法结合混合整数线性规划方法对多园区综合能源系统的主从博弈双层优化运行模型进行求解。本发明有效发挥冷、热、电、气多种能源间的互补共济优势，进一步降低系统综合运行成本，实现多园区综合能源系统的经济灵活协同优化运行。