潜液泵系统作为石油化工行业卸载系统中典型的多领域复杂系统,涉及到液压、机械、控制等多个领域,该系统在设计时必须充分考虑多领域之间的耦合关系。潜液泵系统的动态特性直接反映了工作过程的稳定性与安全性,采用多领域系统建模与仿真的方法对潜液泵系统进行分析与优化,对提高系统的动态特性尤为重要。另外,潜液泵系统在使用过程中其性能指标经常高于实际需求,长期偏工况运行,造成了不必要的能源消耗。针对以上问题,为确保潜液泵系统能够高效率地安全稳定运行,本文采用基于Modelica的多领域统一建模技术,构建了潜液泵系统模型,并对其动态特性和能耗特性进行了仿真分析与优化。论文主要研究工作如下:首先,详细阐述了潜液泵系统的工作原理及组成,分析了潜液泵系统关键组件的功能、工作原理以及数学模型,建立了基于Modelica语言的关键组件仿真模型,具体包括恒压变量泵、速度扭矩控制阀（STC阀）、遥控阀组、离心泵、三相异步电动机、控制器等模型。完成潜液泵系统的模型构建并进行了模型验证,结果表明建立的模型均能达到设计要求。该系统模型具有可重用性强的特点,为潜液泵系统的参数化、组件化系统设计奠定了模型基础。然后,基于潜液泵单泵系统模型验证各系统相互耦合的情况,通过与单泵实验数据对比验证了系统模型的准确性,同时也分析了其阶跃响应特性及负载变化对系统稳定性的影响。分析了多泵系统控制压力在特定工况下出现波动现象的原因,研究表明处于限速状态的STC阀容易引起遥控阀组的控制压力波动。为此,以减小遥控阀组控制压力波动幅度为目标,提出了包括STC阀阻尼孔参数优化、弹簧刚度参数优化与遥控阀组控制压力优化在内的三种动态特性优化方案。分析结果表明通过相关参数优化能够改善遥控阀组控制压力波动的现象,实现潜液泵系统安全、稳定运行。最后,分析了潜液泵系统的节能原理,以系统能耗最低为优化目标建立了转速调节、阀门开度调节和联合调节三种系统控制策略模型,对比分析了三种调节方案的系统能耗。分析结果表明,联合调节方案能够有效解决潜液泵系统存在的偏工况问题,改善潜液泵系统的工作运行点,降低系统能耗,为潜液泵系统的节能研究提供了有效的参考方案。