随着国家致力于能源互联网的建设,多能互补耦合的能源利用形式成为风、光等可再生能源高效利用的有效途径。而以微型燃气轮机作为原动机的冷热电联供系统以其灵活性和可靠性成为消纳可再生能源的有效载体,可以根据可再生能源的波动性自由调整微燃机的负载率,从而保证了系统供能的稳定性。多能耦合冷热电联供系统的优化设计和策略评估对提高系统的综合性能有重要意义。本文基于光伏、光热和沼气的耦合利用,采用模块化建模的方法建立多能耦合冷热电联供系统各关键部件数学仿真模型,并进行系统优化设计和策略评估。主要研究工作:1)利用Capstone微燃机实际运行数据,修正了微燃机模型,提高了精度和准确性,并讨论以沼气为燃料的微燃机运行规律;2)建立了考虑全年环境温度和光照因素的光伏电池、太阳能集热器和太阳能光伏光热一体化设备模型;3)综合考虑系统经济性、节能性、环保性,运用改进的粒子群优化算法,对系统容量配置和运行参数进行耦合优化。4)重点分析并讨论了电跟随、热跟随两种系统运行模式;微燃机变负荷运行、全负荷运行的控制策略;微燃机的配置方案、启停策略;以及太阳能综合利用、光伏光热一体化利用的太阳能利用策略对系统综合性能的影响。针对小型园区用户,优化和分析结果表明:多能耦合冷热电联供系统综合性能相对分供系统有21%以上的提高,相对传统冷热电联供系统提高至少三个百分点;不进行微燃机机组配置条件下,系统在太阳能光伏光热一体化的利用策略、热跟随的运行模式、微燃机变负荷运行的燃机控制策略下综合性能最优,相对分供系统有24.2%的提升,其中微燃机全负荷运行的燃机控制策略并不适合负荷波动大的用户;进行微燃机配置和启停控制时,电跟随模式下,大功率微燃机为主、小功率微燃机为辅调节负荷波动的燃机控制方案下联供系统性能最优,综合性能相对分供系统提升至25.22%。由上述研究结果可见优化设计的多能耦合冷热电联供系统具有优良的综合性能,研究成果对于多能耦合联供系统的设计、评估、安装与实际运行具有重要意义。