基于复杂网络模型的综合能源系统故障诊断方法及系统，基于图理论构建电网图论模型和燃气网图论模型，基于相依网络对源荷型耦合节点构建耦合节点模型，利用耦合节点模型连接电网图论模型和燃气网图论模型构成综合模型；基于综合模型，根据耦合电气综合能源系统的拓扑结构，当耦合电气综合能源系统同时满足小世界特性指标和无标度特性指标时，将系统的级联失效过程分解为基于耦合节点模型关联的电网失效过程和燃气网失效过程；通过对电网失效过程和燃气网失效过程的交替分析，进行耦合电气综合能源系统级联失效故障的诊断和定位。本发明充分考虑综合能源系统的复杂性，基于复杂网络模型的多重特性判据对综合能源系统进行准确的级联失效故障诊断。