能源作为一个国家的战略储备资源,是经济发展的物质基础,是人民生活的重要保障。当今社会,能源紧缺、环境污染以及气候变化是制约世界经济和社会可持续发展的重要因素,所以节能和环保是我国发展的重中之重。冷热电联供系统作为能源互联网的重要组成部分,运行时依托天然气为主要燃料,在供应电力的同时还能够提供热负荷和冷负荷,阶梯式利用能量。近几年冷热电联供系统飞速发展,究其原因,就是因为它能灵活调度冷、热和电负荷,达到节约能源和提高系统经济性的目的。不仅如此,冷热电联供系统也能由可再生能源驱动,减少污染物的排放,缓解环境问题。本文研究了分布式能源与冷热电联供系统的结构,分别对各种分布式能源以及冷热电联供系统的各个机组进行数学建模,针对系统的运行成本建立了含分布式能源的优化模型。水循环(Water Cycle Algorithm)算法是基于大自然中的水的循环过程,提出的一种为了解决含约束的工程问题的算法。目前,WCA算法已在多个方面得到应用,比如函数优化、机械工程优化等。并且,在优化这些方面的问题时,相比于其他算法,WCA算法往往能够得出更好的结果,展现了其良好的寻优能力。因此,将WCA算法应用于较复杂的工程优化有着重要的研究意义。本文将水循环算法应用于所建立的含分布式能源的冷热电联供系统优化调度模型求解,通过某建筑在冬季和夏季典型日负荷算例研究,使用matlab编程进行仿真运算,验证了算法的有效性,并将WCA算法优化得到的结果与PSO算法和GA算法相比较,验证了算法在处理这类问题时的优越性。多目标优化问题一直是一个难点,本文引入Pareto最优和拥挤距离机制的理念,对原有的水循环算法进行了改进,使之成为能够解决多目标优化问题的多目标水循环优化算法,并应用于冷热电联供系统调度问题的多目标优化设计。本文建立了基于运行成本和二氧化碳排放为目标的多目标优化模型,使用多目标水循环算法分别对实时电价下和分时电价下的两个算例进行优化求解。结果表明,使用多目标水循环算法能够有效的得到Pareto解集,并且Pareto解集分布均匀。相比于水循环算法,多目标水循环算法能够同时对多个目标进行优化,使系统找到最优解集。然后使用模糊数学方法,找出最优的一组解,并对最优解情况下各机组出力进行分析,通过两个算例的最优解对比可得,使用需求响应的实时电价模型,系统一天内的运行成本更低,二氧化碳排放量更少,可以看出,该模型具有更好的经济性和环保性。