随着城镇化和工业化的快速发展,我国大力推行并建设以整合优化资源为目的,强调产业集群效应的综合工业园区。然而早期工业园区在设计供能系统过程中,由于规划对象、设计运行工况、运行策略和燃气轮机组合方式等的不合理,在追求经济效益、提高企业核心竞争力的同时,供能系统存在高能耗、低效率、重污染及实际运行效果偏离设计值等问题。本文以多元综合性工业园为研究对象,通过构建区域供能系统的优化设计模型,解决区域供能系统最佳的能源供应策略、燃气轮机组合方案及非燃机设备总装机容量问题,从而实现工业园区高效、低碳、经济、可持续性供能。论文首先采用冷热累计负荷、电负荷以及热电比等参数评价综合工业园区不同产业集群复杂的终端用能负荷分布,充分挖掘各产业集群间用能协调互补的潜能;同时提出一种设计基准日选取方法,为供能系统的优化设计提供科学合理的设计工况。论文基于多个设计基准日构建了包括内层、外层和上层优化三个模块的多层优化模型以设计多元综合性工业园的区域供能系统,并采用MATLAB编制求解流程进行求解。其中内层优化模型强调多台燃气轮机联合供能,同时引入蓄能装置和可再生能源设备,以加权评价指标和边界评价指标为目标函数,求解某燃气轮机组合的最佳供能策略及非燃机机组的总装机容量;外层优化模型包括燃气轮机组合和适配模型两部分,联合内层优化模型以求解某总装机容量范围下的最佳燃机组合方式;上层优化则为外层优化模型提供总装机容量范围,提高模型求解效率。选取南方某综合性工业园为研究案例,采用建立的多层优化模型设计该工业园的区域供能系统。优化设计结果表明,工业园的最佳燃气轮机组合方式为“10MW+3MW”,加权评价指标达0.2127;与传统供能系统相比,其年总成本、一次能耗和碳排放节省率分别为9.11%、22.59%和44.26%;同时园区的综合能源利用率高达88.58%,增长了29%,且可再生能源渗透率为8.46%。此外论文深入分析系统最佳供能策略的合理性以及燃气轮机总装机容量和不同组合方式对各项指标的影响,进一步验证所建优化模型的可靠性,该模型可为规划和设计高效、低碳、经济的综合工业园终端供能系统的最优供能设备组合及最佳能源供应策略等提供理论依据和技术指导。