超临界二氧化碳（Supercritical Carbon Dioxide,SCO2）布雷顿循环具有显著提高核能、废热、太阳能、化石燃料等多种发电效率的潜能,在能源和环保问题日益加剧的当下受到广泛的关注和研究。本文使用Aspen Plus软件建立灵活可控的SCO2布雷顿循环模型,从热力学性能方面开展分析和优化研究。主要研究内容如下:首先以热力学第一定律为基础,通过控制局部变量的方法,对循环压力、热源温度、回热器端差等关键参数对循环性能的影响进行研究。结果表明与常规工质不同,SCO2布雷顿循环布局、关键参数与热力性能息息相关,存在最佳循环压力和分流系数使得循环效率达到最大值。再热过程和间冷过程分别通过提升平均吸热温度和降低压缩功耗提高循环效率。随后对燃机废热与SCO2布雷顿动力循环的组合进行研究对比,结果表明对于变温热源,发电系统的性能由热源利用率和循环效率所决定。双级回热循环通过工质分流与汇合,降低初始吸热温度,实现了较好的换热匹配,具有最高的循环效率最高,且净出功率高达119.93 MW,较简单回热循环高出37.21%。然后对太阳能与SCO2布雷顿动力循环的组合进行研究对比,结果表明对于恒温热源,发电系统的性能仅和循环效率有关而不需要考虑热源特性。再压缩循环通过分流,提高循环回热度,提升了初始吸热温度,具有最高的循环效率,净输出功率为2248.01 k W,较简单回热循环高出7.52%。最后提出以ORC循环作为底循环回收SCO2循环中冷却器损失的热量,进一步提高系统的热力学性能。结果表明ORC循环能够提升5.26%循环效率以及284.03 k W的净输出功。