随着全球经济的发展,能源消费日渐增长,化石能源储量下降,以二氧化碳为主的温室气体排放量剧增,能源与环境问题受到越来越多的重视。分布式供能系统利用能源资源和建筑相结合,是集稳定、高效、环保与安全的能量供应为一体的综合能源系统。通过使用多种可再生能源,实现综合能源系统与多样化能源的互补集成,解决能源结构失衡、能源短缺与环境污染等问题。太阳能、生物质能与空气能因其储量大、环境友好等特点受到广泛关注与应用。基于可再生能源技术的综合能源系统由诸多装置组成,结构复杂,设备间相互依赖、相互作用,容易因为配置不当造成系统效率低下、供需不匹配与能源浪费等问题。本文通过建立太阳能、生物质能与空气能互补的综合能源系统数学模型,结合我国“双碳”政策,对系统进行环境主导的综合评价模型以及多目标优化模型的构建,并以寒冷地区兰州市50户村镇级住宅为例进行分析与验证。本文主要研究工作如下:首先,根据综合能源系统评价指标构建原则,对综合能源系统多方面评价指标进行分析与筛选。研究系统的热力学性能指标、环境效益指标以及经济表现指标,贴合目前我国关于“碳达峰、碳中和”政策的迫切需求和多维度评价综合能源系统的要求,建立综合环境评价指标CEI,并构建适用于综合能源系统的基于权重的环境主导综合评价指标模型体系。然后,考虑地区环境因素、气候条件、用户用能特点及所在地可再生能源情况等,构建太阳能、生物质能以及空气能互补的综合能源系统。结合太阳能光伏发电、生物质废弃物厌氧反应、内燃机热电联供以及空气源热泵等前沿科技,有效利用物质流、能量流和数据流,构建基于可再生能源的综合能源系统模型。其次,建立基于可再生能源的综合能源系统在多种运行方式下的多目标优化模型。选择最大化效益型相对性评价指标为目标函数,用能端需求约束、系统能量平衡约束和装置运行约束为约束条件,系统主要设备内燃机、厌氧反应器、太阳能光伏发电系统及空气源热泵容量为决策变量,通过改善的多目标遗传算法（NSGA-Ⅱ）,利用主观与客观相结合的求解技术熵权-TOPSIS（优劣解距离）法,达成系统多目标优化模型下较优解的寻找。最后,对设立的不同运行方式下综合能源系统多种优化方案进行求解与分析。结果表明:种群数和繁衍迭代次数的选择对优化结果有一定的影响,可选取多种不同数值组合,在平衡计算速度和时间下找到收敛效果和优化结果最佳的优化设置;最大化一次能源节约率、二氧化碳减排率和费用年值节省率为优化目标,环境综合评价指标权重因子选取1/2,经济与热力学指标权重因子均为1/4时,三种运行方式下优化后环境主导综合评价指标CI均优于优化前;在混合模式运行方式下,系统优化结果变化最为明显,且其优化后数值也是所有方案中最高值,CI由优化前的48.66%增加到优化后的52.30%;综合环境评价指标CEI在混合模式下的方案M3也达到所有方案中的最高值82.53%,且混合模式下所有可再生能源输入占比从优化前的93.48%增加到优化后方案M3的99.14%。