本发明涉及一种基于蜂窝拓扑的综合能源配电系统及其运行方法，包括核心设备和综合能源基站，并且明确了综合能源基站间以及与上级电网的互联方式。在该蜂窝拓扑下，分别设计了以经济性为目标和以均衡性为目标的综合能源配电系统运行方法，并且考虑系统的运行特点构建了运行约束条件。在双碳背景下，相对于单一品类的能源系统，构建电、气或热等多种能源协调互补的综合能源系统，对于系统整体的节能减排具有重要的意义。实现多能互补主要途径在用户消费侧，因此对于电力系统而言，配电系统将很有可能首先演变为综合能源配电系统。而本发明构建的系统能够为未来城市多能源互联与高比例可再生能源接入的配电网结构设计与运行方法提供基础。