本申请公开了一种城镇综合能源系统综合需求响应方法，包括如下步骤：S1：采集电网、天然气网、热网以及冷网的已知基础网络数据；S2：建立第一层优化的目标函数以及约束条件；S3：根据第一层优化的目标函数以及约束条件计算城镇综合能源系统的总的电负荷、热负荷以及冷负荷；S4：建立第二层优化的目标函数以及约束条件；S5：根据第二层优化的目标函数以及约束条件计算得出各多能转换设备的出力功率最优解，并依据最优解输出多能转换设备出力最优策略。本申请的有益效果：降低需求响应对终端用户的热舒适度的影响，增加提供给电网运行备用的容量、持续时间，提高了城镇综合能源系统的工作效率，实现了城镇综合能源系统整体最优调度。