固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)以其燃料适应性强、高效、易维护、绿色环保等特点,已成为21世纪最具有发展前景的发电方式之一。对于缓解世界能源危机和改善能源结构具有重要意义,也是当前绿色能源发电领域的研究热点之一。根据SOFC工作温度高的特点,将其与燃气轮机组合形成的SOFC/GT联合系统是当前主流的SOFC发电方式。由于SOFC/GT系统排气温度较高,通常匹配一个或多个余热回收利用系统来实现能量的梯级利用,进一步提高联供系统的综合能源利用率。二氧化碳作为最常见的气体之一,不仅无毒无害,而且具有良好的做功能力和较大的做功范围。跨临界二氧化碳循环(Transcritical carbon dioxide cycle,TRCC)是制冷领域较为成熟的热力循环之一,且在核电、热泵等领域都有较好的应用前景。本文将SOFC/GT系统与跨临界二氧化碳循环相结合,研究TRCC与SOFC/GT系统匹配机理,分析重要参数变化对系统性能的影响规律。本文主要研究内容如下:首先,建立SOFC/GT/TRCC系统的数学模型和热力学模型。为了验证系统模型的正确性,将模拟数据与参考文献提供的实验数据进行对比,结果表明模型能与参照系统进行良好的拟合,证明了本文建立的联供系统模型具有较好的可靠性和有效性。通过热力学分析,分别分析了 SOFC/GT系统的重要参数以及TRCC循环中循环压比对系统输出功与效率的影响。结果表明,在设计工况下,系统的热效率和(?)效率分别达到70.47%和67.99%。在参数运行范围内,系统热力学性能随SOFC电流密度的增大而降低;当燃料电池输入温度等于490℃时,取得最佳值。其次,针对系统参数调节范围过窄以及优化能力较差的问题,对系统进行结构化改进。借鉴了传统朗肯循环抽气回热的方式,在后燃烧室出口分流一股高温高压排气对空气进行二次预热。对新系统进行模型验证后,对其进行了热力学分析和(?)分析。结果表明在新的设计工况下,系统的热效率和(?)效率分别为64.40%和62.13%。虽然相比于原系统,改进后系统的效率有所下降,但可以扩大系统参数变化范围并提高系统的适用性,同时余热回收系统的温度匹配范围也得到了提升,从而为后续优化工作提供了可行性。系统的(?)分析表明系统的外部损失主要集中在温差较大的冷凝器和余热锅炉,这为后续的系统改进和优化提供了参考。最后,对改进后SOFC/GT系统进行经济性分析和多目标优化研究,通过经济性分析探究系统各个参数变化对各主要部件成本的影响。改进型SOFC/GT联供系统的成本主要集中在SOFC电堆、DC/AC转换器、透平和换热器。除电堆主要部件外,透平和换热器是可以有效降低系统成本的设备部件。为了同时优化系统热力学性能和经济成本,本文引入遗传算法对改进后SOFC/GT系统进行多目标优化,得到满足不同目标的最佳状态点集(帕累托前沿)。采用TOPSIS决策方法,从帕累托曲线中选出最优结果。结果表明,通过TOPSIS决策分析,可以得到满足多种运行条件的两个目标函数之间的平衡点,此时系统的最佳热效率为63.08%,最佳(?)效率为61.1%,经济成本分别为1.952USD/s和1.920USD/s。