随着全球经济的不断发展，能源供应日益紧张和环境污染日益严重等一系列问题接踵而来，提高能源利用率和降低污染物排放已成为世界各国普遍关注的问题。分布式供能系统因其能源利用率高和污染排放低等优点而被世界各国广泛认为是能够有效解决能源和环境问题的首选。目前国内外学者对分布式供能系统的研究主要集中在以天然气为主要能源的并网系统上，多数系统适合应用于天然气供应充足的发达城市。然而，我国的一些高原、边防、孤岛等偏远地区，气候恶劣，交通不便，缺乏煤炭和水利资源，居民的日常用电问题很难通过电网输电或是在当地建立水电站和火电站等常规办法来解决，只能靠柴油发电机为用户提供电力需求。因此，研究新型的能源供应系统，开发利用当地的清洁可再生能源，对解决我国偏远地区居民的日常用电问题和改善当地居民的生活条件具有十分重要的意义。太阳能因其存在的普遍性、储量的无限性及开发利用的清洁性等独特优势，成为了最引人注目的清洁可再生能源。但同时太阳能也具有分散性、间歇性和随机性等缺点，需要与其他能源互为补充。太阳能与传统分布式供能系统相结合，一方面可以减少化石能源的消耗，另一方面可以弥补太阳能自身不连续、不稳定的缺点。基于上述背景，本文针对我国远离电网的偏远地区，设计了一种以太阳能作为主要能源，柴油作为辅助能源，将太阳能利用技术和传统分布式供能系统集成的小型太阳能分布式供能系统，并对系统进行了优化研究。首先，基于DeST建筑能耗模拟软件和日本三联供设计手册中小时能源负荷分摊比例法对某边防哨所在漠河、敦煌、南海孤岛三个地区全年的逐时冷、热、电及生活热水负荷进行了模拟计算。其次，针对三个地区目标建筑的不同负荷特性，相应地设计了三种小型太阳能分布式供能系统，分别为三个地区的用户提供电能和热（冷）能，对系统的构成和工作过程进行了分析，并建立了系统各关键设备的热力、经济和污染排放模型。然后，以全年运行工况为周期，建立了以经济、能源、环境综合效益最大为目标函数的优化模型。基于经济性、节能性和减排性三个权重因子的不同取值，每个系统得到三种权重方案，对三个地区的三种权重方案进行了优化计算，得到了各方案的最优配置和最佳运行策略。再次，分析了太阳能利用设备的单位成本和当地的能源价格对小型太阳能分布式供能系统性能的影响，分析结果表明：随着太阳能集热器和光伏电池板成本的降低以及当地柴油价格的升高，小型太阳能分布式供能系统的经济、能源、环境综合效益越好。最后，从节能性、减排性和经济性三方面对不同地区各方案的优化结果进行了评价分析。分析结果表明：与传统分供系统相比，小型太阳能分布式供能系统在解决我国远离电网的偏远地区居民的生活用能问题上有很大优势。当小型太阳能分布式供能系统应用于敦煌地区时，系统的能源、环境和经济效益更突出。本文的研究成果可为我国远离电网的偏远地区的太阳能分布式供能系统设计和应用提供一定的参考。