本发明公开了一种考虑多尺度需求响应的跨区域综合能源系统优化运行方法及系统，首先针对需求侧负荷的响应时间建立多尺度需求响应，包括邀约需求响应和实时需求响应，其中邀约分为日前24小时邀约响应和日内4小时邀约响应，实时则采取日内15分钟实时响应；其次考虑电、热、冷、气不同负荷特性，考虑不同时间尺度下的响应比例不同，建立多尺度变比例负荷需求响应模型。最后，建立跨区域能源服务端发布需求响应消息，负荷聚合端申请参与需求响应，调整用能的时间和方式的运行模型，跨区域能源服务端利用优化后的负荷曲线调整系统内部的各机组出力和系统间的功率交互。本发明可以有效提高各区域综合能源系统的利润和负荷聚合端的综合效益。