大型电站和大型电网所带来的供电质量、环境效益以及能源利用率的问题一直没有得到有效的解决。随着社会的发展发达国家提出了分布式能源系统的概念,在我国的一些发达地区也出现了相应的需求。微型燃气轮机(MGT)是目前技术最为成熟的分布式电源。而熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)由于其模块性既可以作为独立的中心电站也可以分布式电源。本文以熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机的复合动力系统作为基础,在Aspen Plus软件上对先进、高效、清洁的分布式电源进行了探索。本文研究内容由四部分构成。首先在第一部分简单介绍了课题研究的背景及意义、当前MCFC在国内外的研究进展和Aspen Plus软件的主要功能。第二部分,针对底层循环方式的MCFC/MGT复合动力系统展开了研究工作。通过对传统系统的分析与改进,提出了新型MCFC/MGT复合动力系统。研究结果表明,新系统在设计工况下发电效率提高了 0.66个百分点。新系统在非设计工况下运行策略灵活,其中调整压气机转速运行的方法对系统效率最为有利。第三部分,针对复合动力系统的减排进行了研究。通过集成富氧燃烧的方法对复合动力系统进行CO2的捕集。并创新性的提出了两种CO2零排放的复合动力系统。随后对两种零排放系统进行了灵敏度分析,主要包括电流密度变化以及燃料利用率变化对系统性能造成的影响。第四部分,提出了集成氧离子传输膜(OTM)的新型零排放复合动力系统。与其他零排放系统相比,新系统的效率更高。随后对新系统完成了烟分析与经济性分析。燃料电池与微型燃气轮机组成的复合动力系统对发电领域有着重要意义。本文的成果将对高效环保的复合动力系统研究起到有益的参考。