本发明公开了一种综合能源系统优化控制方法，包括以下步骤：S1：求解混合整数线性规划模型得出系统内设备的预先设定值的初始估算值；S2：将获取的综合能源系统变量传递给网络优化运行模型，利用随机混合整数线性规划估算出综合成本；S3：判定此时设备预先设定值是否收敛，是则输出优化模型运行的具体预先设定值组合及能源网络数据，否则，继续回到优化模型，执行线性逼近计算，直到获得综合能源系统优化运行状态参数。本发明可以在考虑综合能源网络中不同能源设备的不确定性及电力网、热力网及然气网模型同时，实现综合能源网络的优化控制，精准性高，安全有效。