时代在进步,能源是基础。随着我国节能减排压力逐渐增大,分布式能源备受关注。分布式能源作为高效清洁的能源系统,能够最大限度地降低环境污染并减少温室气体排放,实现能源结构调整。在此背景下,本文以楼宇型和区域型分布式能源系统为研究对象,以系统优化为主线,多角度地探讨和分析了分布式能源系统的经济和节能减排效益,为分布式能源在我国的进一步发展提供理论支持。首先,本文应用建筑能耗模拟软件以大连地区四种不同类型的建筑(居住建筑、办公建筑、宾馆、商场)为实例进行模拟计算,分析了各类建筑的冷热电负荷特性。其次,建立了楼宇型分布式能源系统优化模型,以居住建筑和办公建筑为研究目标,分析了“以电定热”、“以热定电”、“混合模式”和“满负荷模式”四种运行模式对分布式能源系统3E效益(Energy,Economy,Environment)的影响。此外,考虑到不同类型建筑的冷热电负荷在某种程度上存在一定的互补性,所以对不同类型建筑的冷热电负荷进行了耦合,分析了需求侧负荷耦合对系统经济和节能减排效益的影响,给出了提高居住建筑应用分布式能源系统经济效益的途径。研究表明分布式能源系统不应仅仅着眼于对单功能型建筑进行供能,在条件允许的情况下应寻求负荷互补的混合功能型建筑(群)进行供能,以获得更优的节能减排和经济效益。再次,在楼宇型系统结构的基础上,增加了可再生能源供能系统、储能系统和能量输送网络,以小型商住区为研究对象,建立了以系统的经济效益为优化目标的多能互补的小规模区域型分布式能源系统优化模型,优化了系统的配置和区域内冷热电能量输送网络的布局,分析了系统的运行策略以及经济和节能减排效益。本研究还建立了含有“电、碳交易”等激励政策的小规模区域型分布式能源系统优化模型,定量地分析了供给侧激励政策对系统配置、能量输送网络布局和系统3E效益的影响,结果表明激励政策会对区域的节能减排、区域能源结构的优化、可再生能源的消纳起到积极的促进作用。另外,对需求侧冷热电负荷和能源价格的变化进行了敏感性分析。最后,探讨了在需求侧冷热电负荷和能源价格不确定的情况下分布式能源系统优化模型的建模方法。基于鲁棒优化的相关理论,建立了分布式能源系统鲁棒优化模型,得到了不同保守程度下系统设备的最佳配置、区域冷热电能量输送网络的最优布局,对比了基于不确定性条件与确定性条件下分布式能源系统的配置和3E效益。若忽略系统中因素的不确定性,将会呈现较乐观的经济效益,增加了项目的决策风险。