能源是人类的重要物质基础,随着生产技术、生活水平的提高,世界对能源的需求量也日益增加。一方面,一些分布式能源本身所具有的波动性、不稳定性特点,亟需研究适用于这些能源的大规模、低成本、高可靠性的储能方式;另一方面,这些分布式能源与用户之间彼此分离,而目前主要利用水的显热/潜热(热水、冷冻水、冰蓄冷等)进行远距离输运热能/冷能的方式,其输运半径较短(≤10km),散热损失很大,无法实现能量的远距离输送。本文针对各种低品位能源的能量系统研究过程中的诸多关键问题,重点对基于溶液储能的远距离输运能量系统及其在风能热利用、增强型地热系统、冷热电联产系统应用方面开展研究。首先,本文提出了一种新型溶液储能-远距离热/冷输送系统,分析其基本原理,建立了热力学分析模型,并对该模型进行了验证。本文首先介绍了新型溶液储能系统,适用于该系统的工质对有NH3-H2O、LiBr-H2O,针对需要大规模储能的低品位热源能量系统,选择NH3-H2O作为工质对。然后,基于Schulz氨水混合物状态方程,编制了可精确选取和调用氨水溶液的热力状态参数如饱和气体、饱和液体、气液两相区的物性参数的适用性较高的计算程序,并进行验证。基于该模型,分别建立了氨水吸收式溶液储能系统模型和远距离供热/供冷热力学分析模型,并对其准确性进行验证,为后续基于溶液储能和远距离输运供热/供冷的能量系统及其应用的研究工作打下基础。针对风能具有的随机性、间歇性所导致的并网难题及弃风限电现象,本文基于上述系统,提出了一种风热转化及其远距离输送系统,在风热转化实验的基础上,对该系统进行了热力学分析。实验研究表明,采用油压阻尼式致热,可以实现90.3%的致热效率;对风热系统的理论分析表明,当风能功率密度由250 W·m-2增加至350 W·m-2时,系统的风能利用效率逐渐提高,由350 W·m-2增加至650 W·m-2时,效率基本不变,当超过650 W·m-2时,系统的效率开始降低;随着环境温度的升高和供热温度的降低,浓溶液循环倍率不断下降,浓溶液循环倍率越低,输运管线的管道直径越小,输运泵的泵功也越小;与常规的热水输送系统相比,风能热泵系统可以显著的降低输运管线的质量流量和管道直径,同时降低系统的输运能耗和成本。同时,最大供热距离为常规高温热水供暖系统的10倍以上。针对地热勘探、开采难度较高导致投资偏高,而对地热本身利用率不高,发电量低下,导致入不敷出的情况,提出了基于增强型地热系统冷、热联供的远距离输送系统,重点分析地热井注入参数及地层结构参数对该系统远距离供能特性的影响。研究结果表明,当增强型地热系统的供热量为20 MW时,基于增强型地热系统的氨水吸收式远距离供能系统的供热距离是常规高温热水输运系统的2.5～3倍,平均管径下降了 78.5%;与其他因素的变化无关,基于增强型地热系统的氨水吸收式远距离供能系统在热储层长度为150 m时,总可获得最大的制冷量/制热量,但在这种情况下,最大的供冷/供热距离均最短;基于增强型地热系统的氨水吸收式远距离供能系统制冷量/制热量与注入质量流量、井深、储层裂隙孔隙度呈正相关。最大供冷/供热距离与井深、储层裂隙孔隙度、制冷温度、生产井的出口温度呈正相关,与注入质量流量呈负相关。此外,管径的大小对最大供冷/供热距离有显著影响。为了进一步探究适用于不同形式和结构的分布式能源的远距离输运供能系统,本文将改进后的卡琳娜循环、吸收式制冷、溶液储能及远距离输运系统相结合,提出了一种新型的集发电、储能、蓄冷、蓄热、同时远距离制热/制冷于一体的冷热电联产(CCHP)系统。该系统还可以根据各种热源和条件灵活地改变储能过程和释能过程,达到移峰填谷的目的。研究表明,热效率和(?)效率与透平进气浓度、透平进口温度呈正相关。透平进气浓度一定时,氨水基本溶液浓度与新型冷热电联产系统热效率、(?)效率、净输出功率和输出制冷量呈负相关。随着功冷循环比λ的增加,净输出功率不发生变化,而基于溶液储能的新型冷热电联产系统制冷量、热效率和(?)效率均线性增加。然而,发生器的夹点温差限制了功冷循环比的进一步提高,因此,对于新型冷热电联产系统,存在最佳的功冷循环比λ,通过匹配不同类型的热源来达到最佳的热力性能。对新型的基础循环的基本工况下各部件的(?)损失分布表明,发生器的(?)损占总(?)损的39.06%,其次是ABS2、BOL、PRC、HEX1,其各自(?)损占总(?)损的比例分别为16.31%、15.85%、9.84%和4.94%。进一步利用乏汽余热,以及采用优化设计的高效换热器,可以改善相应部件的(?)损失。透平进气浓度、发生器热源进口温度与系统的溶液储能密度呈正相关关系,而环境温度和制冷温度与溶液储能密度呈负相关。在透平进气浓度为0.7 kg·kg-1,发生器热源进口温度为1 80 ℃时,最大溶液储能密度可达到523 MJ·m-3。