随着工业园区发展,燃气轮机分布式供能系统获大力推进。为促进可再生能源消纳,具调峰优势的燃气轮机供能系统以及平抑可再生能源波动的储能系统将发挥重要作用。因而,适应可再生能源前景下的燃气轮机供能系统亟需解决灵活、高效、主动调控等关键问题。本文以燃气轮机冷热电联产系统为研究对象,从系统设计参数配置及部分负荷灵活、主动调控等角度,对系统设计热经济性及抽气储能调控特性展开研究,为促进系统供需灵活匹配提供理论及工程实践参考。在系统设计热经济性研究中,基于实际中小型联合循环装置的设计参数,获得余热锅炉-汽轮机发电效率与燃气透平排气温度之间的经验耦合;提出适合分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统的热经济分析参数和分析模型;基于循环分析和热分析的方法获得系统诸设计参数对供能系统设计性能的影响规律。为增强供能系统调峰灵活性,本文提出压气机旁路抽气储能(compressor bypass air extraction for energy storage,CBAE)兼负荷调控的新思路,通过压气机性能逐级叠加法及燃气透平变工况性能解析,对比研究压气机可调导叶(inlet guide vane,IGV)调控与CBAE调控策略下的燃气轮机等排气温度运行特性及供能系统负荷特性。进一步,为分析不同负荷调控策略下系统的供需侧耦合性能,以供能系统满足三种不同逐时负荷需求为例,以系统能源综合利用率最大为优化目标,对燃气轮机、余热锅炉、溴化锂吸收式冷水机组及储能系统等主要组成部件的容量进行优化分析。结果表明,在燃气轮机供能系统热经济评价中引入抽汽做功不足单位系数的概念,可获得能源综合利用率的简明且物理意义清晰的表达式;当设计热电比及供热参数一定时,能源综合利用率最佳压比可认为与联合循环效率最佳压比相等;提高燃气透平进气温度是改善供能系统热经济性的重要方向。CBAE调控策略下的燃气轮机部分负荷效率不如IGV调控,而前者比后者具有更高的供热能力,因而可增强供能系统的热电比及供需灵活性。在较高的需求侧热电比情形,相比IGV调控策略,CBAE供能系统的最大能源综合利用率提高1.75%,而燃气轮机的最优设计容量降低8.64%。