节约能源、提高能源使用效率是我国的基本国策。随着我国经济和城市化进程的快速发展，建筑能耗呈逐年上扬趋势，建筑节能意义重大。在建筑能耗中，空调能耗占有相当大的比重，是建筑节能的重点。近年来，随着城市大型商业建筑群、CBD核心区、大学城等区域建筑群的不断涌现，区域供冷系统开始得到广泛应用。与传统中央空调系统相比，区域供冷系统具有能源综合利用效率高，可有效改善区域建筑热环境，环境友好，与冰蓄冷结合可实现移峰填谷提高电厂及电网效率等优点，是未来区域建筑群空调系统的发展方向。但是，由于区域供冷系统冷负荷大、规模大、设备数量多、系统复杂，其运行优化与控制技术水平是决定区域供冷系统运行能效高低以及节能优势能否发挥的关键。区域供冷系统运行能效对系统运行费用、区域内高峰用电负荷与环境有较大影响。本文综合考虑区域供冷系统整体能耗、运行能效以及热舒适性三方面因素，初步探索了区域供冷系统能效综合评价方法与指标；提出了区域供冷系统运行能效的在线监测方法，设计了相应的在线监测系统，并对其需要监测的参数、监测设备及其精度、测点布置等进行了阐述。本文针对区域供冷系统冷量输送过程滞后时间较长的特征，提出冷量精确调节控制模型，以实现区域供冷控制节能。以二级冷量交换站板式换热器一次侧量调节、二次侧质调节的冷量调节方法为例，分析了二级冷量交换站一次侧冷冻水流量对空调末端设备送风温度与空调房间平均温度的影响，建立了建筑物空调房间室内平均温度的控制模型；提出了模糊PID控制器的设计方法，解决了区域供冷系统这类大时滞、参数不确定的惯性系统采用常规PID控制方法难以获得预期控制效果的问题。本文分析了供冷距离长、有时滞特性、冷量传递过程复杂的区域供冷系统的特征特性，发现区域供冷系统从区域供冷站到建筑物再到空调房间的冷量输送动态过程及其时滞特性；研究了空调房间冷负荷随室外气象参数的变化规律，建立了区域供冷系统冷量输送动态过程中冷量输送与冷量波动方程、区域供冷系统冷负荷增量模型，为实现系统的节能优化运行提供依据。区域供冷系统依据设计工况确定设备的额定容量，部分负荷工况以及各建筑用冷特性的差异必然造成系统设备的容量冗余，运行调节与控制技术的不完善势必造成部分负荷下系统能效不高、能耗过大、用冷浪费等问题。针对这些问题，本文在区域供冷系统各类设备能耗模型的基础上，以系统能效最高为目标，建立了系统运行能耗优化模型，并提出了相应的求解方法及系统优化运行与控制的实现，为用户节省冷量费用支出20%以上。最后，本文设计了节能控制系统的总体框架及其各组成部分的软件平台和硬件结构，开发了相应的软、硬件平台，研制出相应的节能优化控制系统。节能控制系统先后在区域供冷广州大学城华南理工大学、广东药学院、广东外语外贸大学、华南师范大学、广州美术学院、广州中医药大学等学校投入使用，节能效果良好。经第三方节能测试，系统可为用户节省冷量费用支出20%-40%。