بهره برداری همزمان از زیرساخت‌های مختلف انتقال و تولید انرژی همچون شبکه گاز و برق موضوعی است که تحت مفهوم هاب انرژی مطرح شده است. امروزه هاب انرژی به عنوان چهارچوبی که در آن تولید، تبدیل، ذخیره و مصرف حامل‌های مختلف انرژی انجام می‌شود، به‌عنوان چشم‌انداز سیستم انرژی امن آینده مورد توجه بسیاری از محققان واقع شده است. سودآوری هاب‌های انرژی در حضور عدم قطعیت‌های مختلفی که با حضور انواع حامل‌های انرژی شدت بیشتری نیز می‌یابد از مسایلی است که موردتوجه سرمایه گذاران در این حوزه می‌باشد. این پژوهش به تحلیل و طبقه‌بندی آخرین دستاوردهای بدیع پژوهشی این حوزه پرداخته است. مرور پژوهش‌ها در حوزه برنامه ریزی بلند مدت هاب انرژی، بهینه‌سازی بهره‌برداری از این زیرساخت بدیع پیونددهنده حامل‌های انرژی و مفاهیم هاب انرژی خرد و کلان در این پایان نامه ارائه شده است. در ادامه این پایان نامه یک هاب انرژی متشکل از بخش‌های الکتریکی، گرمایی و سرمایی به همراه منابع انرژی تجدیدپذیر بادی و خورشیدی، تعامل انرژی برق و گاز با شبکه و همچنین برنامه پاسخگویی بار مدلسازی می‌شود. هزینه‌های بهره برداری و آلایندگی‌های زیست محیطی، به عنوان توابع هدف در نظر گرفته می‌شود. استفاده از ذخیره ساز ابررسانا، بهره برداری از سیستم آب شیرین کن و تعامل شارژ و دشارژ خودروهای الکتریکی از جمله ایده‌های اصلی این پایان نامه می‌باشد. به منظور حل مسئله مذکور، از ترکیب روش فازی و الگوریتم ازدحام ذرات استفاده می‌شود. نتایج بدست آمده نشان‌دهنده بهره برداری بهینه انرژی هاب مورد مطالعه به همراه کمینه شدن آلایندگی‌های زیست محیطی می‌باشد.
