为了减少化石能源的使用,本文将光伏发电系统、真空管太阳能集热系统与天然气冷热电联供系统相耦合,设计一种以太阳能为辅助式能源的混合联供系统,并建立太阳能系统发电、集热模型以及混合联供系统逐时电、冷、热平衡方程。以上海某商务楼全年逐时电、冷、热负荷为研究对象,采用层次分析法建立化石能源节约率、二氧化碳减排率和年运行成本节省率等多属性综合评价指标,基于遗传算法对混合联供系统的燃气内燃机额定功率及光伏板面积比进行优化设计。以传统分供系统和联供系统为参照对象,分析三种运行策略下混合联供系统的综合效益,包括能源消费结构、燃气内燃机全年运行状况等能源效益,CO₂、SO₂及PM2.5当量减排率等环境效益,以及初始投资成本、净现值、静态回收期等经济效益。结果表明:引入太阳能系统后,混合联供系统的综合效益要优于联供系统和分供系统。其中,以电定热运行策略下混合联供系统的能源、环境及经济效益最优,其次为以热定电运行策略和混合运行策略。但由于太阳能系统安装成本较高,混合联供系统的初始投资成本、静态投资回收期要高于联供系统。本文还分析了混合联供系统电制冷比,不同气候条件、电价模式、能源价格及评价指标权重等因素,对混合联供系统的光伏板最佳面积比及综合效益的影响。结果表明:设置合理电制冷比和光伏板最佳面积比时,混合联供系统综合效益最优。以电定热运行策略下联供系统采用分时电价模式时,经济效益要优于未分时电价;而以热定电和混合运行策略下联供系统采用未分时电价模式时,经济效益要优于分时电价。在相同电价和天然气价格等条件下,北京市商务楼的混合联供系统综合效益最优,其次为上海和广州。此外,多属性综合评价指标下系统能源、环境及经济效益之间差异较小。而只考虑能源、环境和经济等某单一指标时,其余指标变化幅度相对较大。