L'énergie hydrogène est respectueuse de l'environnement et durable par rapport à l'énergie traditionnelle. Elle ne produit de l'eau qu'après réaction chimique et présente les caractéristiques d'une pollution nulle, d'un rendement élevé et convient au transport sur de longues distances. Grâce aux piles à combustible, les électrolyseurs et autres équipements sont importants pour le fonctionnement des systèmes électriques et énergétiques. Par conséquent, cette thèse s'engage à étudier le fonctionnement, le contrôle et le commerce de l'énergie des systèmes électriques et énergétiques avec la participation de l'énergie hydrogène. Pour étudier la méthode de fonctionnement et de contrôle des micro-réseaux de stockage d'énergie à hydrogène, cette thèse propose une méthode de gestion hiérarchique de l'énergie basée sur la machine d’états et la minimisation des coûts de fonctionnement. Le fonctionnement économique et stable des micro-réseaux à hydrogène est obtenu. En outre, afin d'améliorer le taux d'utilisation de l'énergie des piles à combustible et des électrolyseurs pour le fonctionnement dans des systèmes énergétiques à plus grande échelle, cette thèse propose une méthode de planification d'optimisation en deux étapes pour les systèmes énergétiques intégrés prenant en compte la combinaison puissance-chaleur-hydrogène du système énergétique à hydrogène, et réalise le fonctionnement économique de systèmes énergétiques intégrés. Enfin, en considérant le partage de l'énergie électrique et de l'hydrogène entre les systèmes énergétiques régionaux, ce travail de thèse établit un marché régional de l'énergie de partage d'électricité et d'hydrogène et propose une méthode d'optimisation du marché régional de l'énergie prenant en compte l'implication des opérateurs de stockage d'énergie virtuels. La vérification a été réalisée sur la base d’un exemple de terrain pour analyser l’économie et l’utilisation de l’énergie du marché régional de l’énergie.