近年来，区域供热系统在我国供热系统中所占的比例逐步提高，同时热电联产机组作为一种主要的热源形式在区域供热系统中的应用越来越广泛。机组设备的类型、容量和性能都在变化，但对热电联产区域供热系统热源的优化配置、规划设计研究存在一定的滞后，特别是热电联产区域供热系统的热化系数，未能随着热电联产机组的性能变化从理论上给出确定方法。本文针对燃煤热电联产区域供热系统，通过节能性和经济性分析，对热电联产区域供热系统的最佳热化系数与热源优化配置进行了研究。首先，论文分析比较了国内外常用的热电联产系统能耗评价指标，其中一次能源相对节约率和不可逆损失相对减少率这两个指标更适于表示热电联产系统相对于热电分产系统的节能效果，建议引入到我国热电联产系统评价指标体系中，并建立了热电联产区域供热系统热源的一次能源相对节约率和不可逆损失相对减少率计算数学模型。第二，建立了凝汽供暖两用型和背压式热电联产机组的热力系统模型。针对不同型号的机组，确定了热电联产机组总能耗、发电功率与机组供热能力之间的关系。对于凝汽供暖两用型机组，采用正交试验设计方法对影响热电联产机组综4个主要参数进行了因素分析。结果表明：对综合热效率影响最大的因素是汽轮机进汽量和供热抽汽量，而对最大的是供热抽汽压力。分别以一次能源相对节约率和不可逆损失相对减少率作为评价指标，对凝汽供暖两用型机组的热力特性进行分析，提出了节能最小抽汽比的概念。对于NC145、NC200和NC300机组，基于一次能源相对节约率和不可逆损失相对减少率的节能最小抽汽比在0.14~0.2之间。第三，基于一次能源相对节约率，建立了热电联产区域供热系统节能性热化系数优化数学模型。对于凝汽供暖两用型机组，供暖气象参数和区域锅炉热效率对最佳热化系数的影响较大。以2台NC300为基本热源时，寒冷A区的节能性最佳热化系数取值范围为0.57~0.7，寒冷B区为0.66~0.73；严寒A区为0.53~0.62，严寒B区为0.55~0.65，严寒C区为0.57~0.65。区域锅炉热效率对最佳热化系数的影响有限，以区域锅炉平均热效率70%时最佳热化系数作为最终结果是可以接受的。对于背压式机组，机组型号对最佳热化系数影响不大，气象参数的影响也不如对凝汽供暖两用型机组那么明显。仅有供暖热负荷时，机组台数对热化系数的影响较大，机组台数从2台增加到4台，最佳热化系数也逐渐增大，从0.74~0.89变为0.84~0.94。对于B80机组，考虑了常年性热负荷之后，寒冷地区的最佳热化系数在[0.6,0.7]之间，且与供暖室外计算温度高度相关，常年性热负荷比越大，最佳热化系数越大。严寒地区的最佳热化系数在[0.5,0.65]之间，与供暖室外计算温度及常年性热负荷比相关性小。第四，建立了热电联产区域供热系统经济性热化系数优化数学模型。热电联产机组供热成本分摊比是确定热电联产系统供热成本的关键因素。在已有的分摊方法基础上，本文提出了改进的热电联合法，并以该方法作为供热成本分摊的依据。常见的热电联产区域供热系统热源中，供热固定成本最高的是凝汽供暖两用型机组，最低的是燃煤锅炉；而可变成本最高的是燃煤锅炉，最低的是背压式机组。从经济性角度来看，大容量凝汽供暖两用型机组的经济性优于小容量机组，而小容量背压式机组的经济性却好于大容量背压式机组。总体而言，背压式机组的经济性要优于凝汽供暖两用型机组。NC300和B80机组的经济性最佳热化系数的变化范围分别为0.65~0.86和0.57~0.8。最后，应用上述研究成果，针对一实际热电联产区域供热项目，对供热系统能耗现状进行评价，同时对供热系统远期规划的热源配置进行了优化。