为了充分利用进口液化天然气（LNG）携带的冷能,减少发电过程的CO₂排放,本文研究了利用LNG冷能低碳发电的动力系统的建模与优化,主要包括了三种技术路线,即利用LNG冷能直接低温发电,利用LNG冷能进行燃烧后捕集CO₂和富氧燃烧捕集CO₂。具体研究结果如下:（1）建立了一种由多级Rankine循环集成的低温梯级动力系统和一种由Kalina循环集成Rankine循环的低温复合动力系统,在相同的外部条件下,低温复合动力系统比低温梯级动力系统的?效率高出10%左右,利用单位LNG冷能的净发电量提高了33.3%,达到166.2 k J/kg _LNG。（2）建立了一个利用LNG冷能燃烧后捕集CO₂的燃气动力系统（简称新燃烧后捕集系统）,与常规燃烧后捕集燃气动力系统相比,在相同的CO₂捕集率下新燃烧后捕集系统的净发电效率提高3.79%,?效率提高了1.4%;由于LNG冷能的利用,新燃烧后捕集系统捕集单位CO₂的一次能源消耗（SPECCA）和有效能消耗（SECCA）分别1.38 GJ/t _CO2和2.39 GJ/t _CO2;与常规燃烧后捕集CO2的燃气系统相比,SPECCA值降低了54.5%,SECCA值降低了21.6%。（3）建立了一个利用LNG冷能的富氧燃烧燃气动力系统（简称新富氧燃烧系统）,其净发电效率和SPECCA与化学链式燃烧系统相当,远高于常规的富氧燃烧系统;与现有的利用LNG冷能的富氧燃烧动力系统相比,新富氧燃烧系统的?效率基本相当,但可使单位CO₂捕集的LNG冷能消耗量（SLNCC）降低68.2-96.2%;同时,发现O₂纯度为97.0%和CO₂捕集率为97.0%时系统的CO₂捕集能耗最低,SPECCA、SECCA和SLNCC均达到了最小值,分别为1.87 GJ_LHV/t _CO2、2.60 GJ/t _CO2和1.88 t _LNG/t _CO2。（4）从能源利用效率,利用LNG冷能产生的节能效益和CO₂减排效果等方面对三种利用LNG冷能低碳发电的动力系统进行了比较分析,发现不同技术路线的优缺点。