多能互補集成優化主要有終端一體化集成供能系統和風光水火儲多能互補系統兩種模式：
1）終端一體化集成供能系統：面向終端用戶電、熱、冷、氣等多種用能需求，因地制宜、統籌開發、互補利用傳統能源和新能源，優化布局建設一體化集成供能基礎設施，通過天然氣熱電冷三聯供、分布式可再生能源和能源智能微網等方式，實現多能協同供應和能源綜合梯級利用。
2）風光水火儲多能互補系統：利用大型綜合能源基地風能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優勢，推進風光水火儲多能互補系統建設運行。
西北院先后完成了《陜西省天然氣分布式能源發展規劃》、《華能新疆分布式能源中長期發展規劃》編制工作，并參與了多個天然氣分布式能源項目的設計工作。