随着经济社会的快速发展和人民生活水平的稳步提升,我国越来越重视发展的绿色可持续性。作为能源消费大国,提高能源利用效率,优化能源消费结构,是当前发展的重要一环。区域综合能源系统作为一种新兴的供能模式,能够在一定区域内实现能量的供需平衡,系统能够集成多种可再生能源,提高可再生能源消纳率,实现绿色供能,并且供能结构多样,方式灵活,能有效实现能量的梯级利用,达到节能减排的效果。但是区域综合能源系统包含多种类型用能负荷,负荷间耦合情况复杂,因此系统设计困难的问题亟待解决。针对复杂负荷构成的区域综合能源系统,本文提出了一种基于聚类算法和遗传算法的分区优化设计方法。首先,文章建立了基于K-means算法的多能量统一聚类模型,模型将不同建筑的电、热、冷、燃气负荷数据切片、重组成多维向量,进而聚类得到多个数据簇,根据对负荷所属建筑的分析,实现了建筑分区。分析簇中的数据特性,比如热电比,时间变化特性和负荷的同步性与互补性等,总结不同分区中的能源消费习惯。同时对能源侧数据聚类,来评估各种类型能源的可利用价值。统一分析能源可利用价值和负荷特征,通过制定的统一评判标准,选择合适的能源供应设备。在满足能源供应的前提下,将设备组成备选结构集。之后,文章详细分析了区域综合能源系统和传统分供系统的能量平衡关系,阐述了系统的能源耦合关系,建立了内燃发电机组、吸收式制冷机的全工况模型及其他设备的数学模型;提出了基于能源、经济、环境的优化评价指标,选取了多个优化变量,建立了全工况系统容量配置优化模型。方法采用遗传算法求解优化配置模型,针对每个建筑分区,遍历备选结构集中的所有结构。利用线性加权法对系统评价指标进行排序,得到适合各建筑分区的最优供能结构与容量参数配置。最后文章通过案例分析验证了该方法的有效性。为每个建筑分区设计了合适的供能系统,与分供系统相比,供能效果显著提高。同时,该方法对区域内单个类型建筑的供能设计具有一定的指导意义。