能源资源紧缺与环境污染大背景下,含可再生能源的分布式供能技术因其相比于传统集中式供能更优的能效表现和经济性以及安装灵活性而受到广泛关注。目前多数研究是对并网分布式系统进行优化,事实上我国及全球范围内仍存在大量公共供电网无法覆盖的地区使用单一柴油发电机供能,费用高、效率低且碳排放严重,在“双碳”目标愈发重要的当下,亟需基于离网地区负荷需求的分布式供能系统优化设计研究,以求节能减排与降低离网用户用能成本。本文聚焦离网地区用能需求,以边防单位和偏远监测站为用户背景,通过模拟得到我国三个典型气候下的用户负荷,提出一种含光伏、柴油机和储能的独立分布式供能系统,并分析与比较该系统在各地区为用户供能的综合性能,为离网地区分布式系统设计及优化提供指导参考。首先根据虚拟用户场景对分布式供能系统进行设计,建立了含光伏、柴油机、储能与余热利用设备的系统方案,并考虑了不同品味余热的梯级利用;建立了该系统所有设备数学模型;以年总成本、年一次能源利用率、年二氧化碳减排率建立了系统的经济性、能效性、环境性评价指标。其次仿真计算了目标用户的冷、热、电负荷。设计了兼备办公与生活的独栋建筑,并使用建筑能耗模拟软件DeST模拟了高原（新疆和田）、高寒（黑龙江漠河）、亚热带（西沙孤岛）三个典型气候场景的逐时温度分布、逐时辐射分布,并计算该建筑应用于各地区的全年逐时冷、热、电需求,分析得到各地区负荷特性。然后使用MATLAB编程表达系统模型,基于用户负荷进行优化计算。采用粒子群优化算法,以经济性最优为目标计算各优化评价指标结果。按照光伏与内燃机设备额定容量装机组合的方式,设置了加入罚函数的优化方法,探究了不同容量配置组合对系统运行情况和优化结果的影响规律,并得到最优装机比例下系统典型日的运行调度情况。结果表明,辐射条件与用户负荷共同影响分布式供能系统设备容量及运行性能,在所给装机容量组合中,高原、高寒、亚热带地区的最佳内燃机额定功率分别为用户最大电负荷的100%、80%、80%;最佳光伏额定功率分别为用户最大电负荷的60%、60%、100%。最后比较了各地区最佳配置时的分布式系统与使用单一柴油机供电和燃油锅炉供热的分供系统的运行性能,建立了年总费用节约率、年二氧化碳减排率、可再生能源渗透率的比较评价指标,分析了本文光/柴/储分布式系统在各地区的适用性,并考虑了柴油价格与碳税价格对系统经济性及运行的影响。结果表明,相比于分供系统,光/柴/储分布式供能系统在各地区均能获得更优的经济性能和减排性能,高原地区年总费用节约率和二氧化碳减排率分别为10.8%和39.9%;高寒地区为6.7%和23.7%;亚热带地区为1.5%和25.1%。本文过程为离网地区分布式供能系统设计和应用提供一定参考。