小型分布式能源系统是指容量在50k W以下,就地提供冷、热、电和热水负荷。由于减少了能量输送环节的损失,小型分布式能源系统可高效为小规模用户提供负荷需求。但由于供能设备多,且负荷波动大,需要对系统部件进行优化设计。因此本文开展基于NSGA-Ⅱ多目标遗传算法小型分布式能源系统设计优化的研究。本文以大连市某小型居民建筑为对象,按照确定的围护结构,采用DeST软件,得到该建筑的冷、热、电及生活热水负荷分别为15.2k W、16.5k W、14.2k W及1.9k W。通过确定建筑在工作日、周末的逐时内、外热扰,计算了建筑夏、冬季典型日逐时负荷。根据计算对象的气候特点和负荷特征,在分析比较常见的分布式能源系统的基础上,提出了一种太阳能和天然气混合供能的小型分布式能源系统。并对系统中碟式太阳能斯特林热发电模块、VM循环热泵、蓄能装置及换热器进行了建模。在给定热源温度、循环平均压力、冷热腔容积比和转速范围下,应用NSGA-Ⅱ遗传算法,对VM循环热泵进行了多目标优化。当热源温度973.84K,循环平均压力7.06×108Pa,冷热腔容积比26.72和408.98rpm转速时,系统具有COP和（火用）效率ηe的综合最佳。此时（火用）效率为0.215,COP为3.17。该工况的灵敏度分析表明:热源温度对目标函数的影响比重较高,冷热腔容积比与转速作用相对较小,循环平均压力引起的变动最小。因此在实际运行中,应首先保证热源温度恒定。以年总费用和年CO₂、NO₂排放量为目标函数,以负荷间的能流平衡、设备的性能为约束,得到了系统设备容量配置的Pareto最优解集。其中年总排放量最小为方案1,年总费用最小为方案3。通过TOPSIS优选法得到方案2为最优方案,此时系统的容量配置为:碟式太阳能斯特林发电系统容量为14.2k W,VM循环热泵为23k W,储电设备为10.5k Wh,蓄热水箱9.89k Wh。最后与传统分供系统对比,本文得到的构建系统最优方案解集具有运行节能和环保优势。方案1、2和3的年运行费用分别节约50.59%、51.60%、52.13%,且污染物排放均明显小于分供系统。