冷热电三联供系统通过一次能源转换技术的集成应用,在一个区域内同时提供电、热、冷等多种终端能源,可实现能源的梯级、高效利用。但是,为了满足负荷需求,三联供系统往往装机容量较大,而区域建筑空调负荷波动明显,导致发电机部分负荷运行,严重降低了主机发电效率;同时,由于区域建筑冷、热、电负荷的动态波动特征,热电需求比不断变化,而三联供系统具有相对稳定的热电供应比,由此导致三联供系统的热电供应比与区域建筑的热电需求比不匹配,降低了系统火用效率与经济性,消弱了能量梯级利用的优势。鉴于系统存在的上述问题,本文提出了三联供与水源热泵的复合系统。但是,相比传统的三联供系统,三联供与江水源热泵复合系统的优化配置更为困难。为了实现基于全年动态工况的复合系统优化配置,本文主要从以下几方面进行研究:首先,分析了复合系统设备部件热力特性,分别建立了发电机、吸收机、水源热泵等主要设备部件变工况条件的热力模型,为复合系统的全年逐时变工况条件下相关物理量的计算提供理论依据。其次,利用长江上游两个水文站的气象数据,通过对水温与各种气象因子相关性的理论分析与优化处理,给出了便于工程计算的复合系统水源侧逐时进水温度简化计算模型,为复合系统能耗分析与优化配置提供理论基础。然后,利用数学规划理论,根据复合系统物理模型,建立了基于全年动态工况特征的复合系统优化配置模型,以联供系统能流平衡关系为约束条件,给出了便于工程应用的复合系统全年动态分时段优化求解方法,并利用Matlab编制相关求解程序。最后,通过相应的复合系统的工程案例对该优化配置方法的进行了验证,并对比分析了发电上网与发电并网两种形式复合系统的配置与运行差异。通过对上述内容的研究分析,得到如下主要结论:(1)在标准条件下,热泵机组性能系数可由主机负荷率、冷却水进水温度两个变量组成的二元函数表征,而天然气发电机(内燃机与汽轮机)的发电效率与热回收效率均可利用负荷率一维变量函数表征;在非标准条件下,可利用相关参数因子对标准条件性能加以修正;(2)研究中所采用的两种机型水源热泵低温工况下满负荷运行时冷水出水温度每降低1℃,制冷性能系数相比分别下降了约3.5%和2.9%;所采用的吸收机冷水出水温度每降低1℃,制冷性能系数相比分别下降了约5%和4%;相比水源热泵机组,吸收机机组性能随供水温度下降衰减幅度相对较大;(3)建立了日平均水温与室外日平均干球温度的关系式。利用该关系式计算得到的日平均水温代替冷(热)源侧进水逐时水温,既便于工程应用,且满足了工程精度要求;(4)本文基于全年动态负荷与动态水温特征建立了复合系统配置优化模型,提出的全年动态分时段优化求解方法,具有计算方便、适用广泛等特点。(5)案例分析表明,复合系统可以使得热电产出比得到明显提高,更好的与建筑热电需求比达到匹配,充分发挥冷热电三联供能量梯级利用的优势;相比并网系统,发电上网形式的联供系统年发电量提高了近50%,年运行能耗费用节约了约30%。