目前，我国建筑总能耗约占社会终端能耗的20.7%。同时，随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，建筑能耗有持续增长的趋势。因此，寻求提高能源利用效率、实现可持续发展战略，已经成为政府和人民的共识。本文首先对传统常规供能系统，尤其是以燃气轮机、燃气内燃机、斯特林发动机、燃料电池为原动机的热电冷联供系统进行供能模型研究。用户的供能系统端能源供给是与用户需求侧相平衡的。所以文章对用户动态负荷测算进行了理论研究并分别使用DeST与EnergyPlus两种软件对上海地区某典型用户做了逐时冷热电负荷，并与能源审计时用户提供往年逐月数据进行比较，分析不同模拟方法得出的测算结果。其次，根据用户所处地理位置，结合当地气象条件，分析用户可利用能源资源，设计多能源互补的耦合系统，充分考虑了可再生能源的利用与余热资源的回收。本文从设备层面和系统层面建立了数学模型，考虑负荷间的能流平衡，设备的性能约束，对环境的影响，并以节能、经济、环境建立综合目标函数。另外，先从理论上分析了耦合系统的运行策略。最后文章分别研究了系统在热力特性、节能性、环境影响性及经济性四个方面的评价模型，建立系统综合评价体系，并使用该评价体系从节能性和环境性比较分析热电冷联供系统与传统分供系统。同时，通过实际案例，对用户进行设备容量配置与典型日运行优化，获得较好的用户系统配置和优化运行结果。文章通过寻找耦合系统各模块之间的能量匹配和寻求系统运行最佳优化策略的基本规律，为各类分布式能源系统的设计、运行和优化提供理论指导。