能源供应安全与环境污染已严重制约我国经济社会可持续发展。基于太阳能等可再生能源的分布式能源系统是一种多能源综合互补、高效利用的有效方式,是我国应对能源与环境问题、提升可再生能源利用效率的重要抓手。分布式能源系统的集成设计与运行优化是其提升效益的重要因素,本文从系统关键设备容量配置及运行策略方面对系统展开优化研究。本文将太阳能光伏、太阳能集热器、固体氧化物燃料电池、溴化锂制冷机组、电制冷机、储热水罐等集成为太阳能分布式能源系统,并建立了系统关键设备数学模型以及系统年度化成本和二氧化碳排放量等性能评价模型。以广东某2000m2公寓楼为案例,基于系统并网和离网模式运行环境建立运行策略,通过场景划分实现电制冷分配比例的快速求解,提高年逐时仿真速率,并采用单目标遗传算法、双目标NSGAII-理想点法优化系统关键设备容量。结果表明,并网模式下系统年度化成本最低为53.21万元、年二氧化碳排放最少为65.89吨。双目标寻优获得Pareto前沿,其中当系统年度化成本为58.88万元、年二氧化碳排放69.63吨时,与理想点欧氏距离最小,此时系统具有最佳的综合性能。在此基础上,选取初夏、盛夏、初冬和深冬4个典型日对系统运行特性进行分析,表明了太阳能辐射、系统热能能流和电能能流具有良好的匹配性。而在离网模式下,系统年度化成本和二氧化碳排放最低分别为52.23万元和68.70吨,系统获得最佳综合性能时,系统的年度化成本为55.50万元、年二氧化碳排放70.97吨。在建立的系统运行策略基础上,本文进一步考虑储热水罐蓄热量对燃料电池工况选取以及热电产品的影响,分析了离网模式下蓄热量释放与节电效果的关联关系,量化了储热水罐放热效果优劣性及必要性程度,进而提出储热水罐蓄热量有序管理策略,在此基础上优化系统关键设备容量。结果表明,相比于蓄热常规利用的情况,离网模式下系统的年度化成本和年二氧化碳排放最小值分别下降了 5.0%和10.52%,双目标优化后系统年度化成本从55.50万元降低4.21%至53.16万元、年二氧化碳排放从70.97吨下降8.78%至64.74吨,系统经济性和环保性均得以改善。本文在保证优化结果良好性的同时实现快速求解,最终获得改善综合性能的优化方案,可为分布式能源系统的集成设计优化提供理论支撑。