随着全球能源短缺与气候变化问题的日益突出,城市区域能源系统规划问题是当前低碳城市建设研究的前沿性课题,涉及到国家能源政策、国民经济、能源技术等诸多方面的复杂问题。区域能源系统,是人类为追求能源的合理、高效与科学利用而提出来的一种能源利用方案。其实现方式是,综合规划区域内可利用的各种能源,建设统一的区域能源站,通过输配管网系统给规划区域内的需求用户供冷、热、电等能源,满足人们部分生产、生活所需。而区域能源系统规划是系统建立前的重要步骤,其合理性将极大程度地影响着系统的经济和环境效益。区域能源系统规划是一门综合多能源利用、需求侧负荷预测、输配管网设计与系统经济效益分析的科学,任何一个环节出现问题,很可能导致系统经济效益低下,或者无法达到节能减排的效果,甚至可能适得其反。然而,我国目前尚未建立健全的区域能源系统建设体系,缺乏重要建设规范,导致对区域能源系统的建设缺乏系统性的指导。因此,本文深入探究区域能源系统建设前期的规划工作,希望为系统的建设提供有效指导性建议,并为国家健全系统建设规范提供科学有效的研究方案。本文针对区域能源系统建设前期规划工作,提出包含区域资源现状分析、区域负荷预测、系统布局优化经济模型计算分析三大步骤的系统性规划方案。区域能源系统主要由区域能源站、输配管网和需求用户三大部分组成,这也决定了本文的规划研究方案主要围绕这三大部分展开。首先,为确定区域能源系统的冷、热源系统方案,从评价标准和决策者的角度综合分析了规划区域资源,并采用层次分析法,以经济性、环保性和能源效率作为准则层,对不同能源类型及其利用形式进行了评价;其次,为了给区域能源系统方案配置提供主要设计依据,展开了对区域负荷预测主要影响因素和负荷特性分析,并采用了单位面积指标法和软件模拟法相结合的区域负荷预测方法;再次,通过对图论中最小生成树的Prim算法的合理改进,计算区域能源系统输配枝状管网和环枝状管网的最佳布局。并通过建立区域能源系统布局优化经济模型,综合考虑区域能源系统建设的初投资和系统运行维护成本,解决系统规划中的能源站最佳选址和管网优化布局的耦合问题。最后,本文选取某中美低碳示范城市区域能源系统项目作为案例,采用本文所提出的系统性规划方案,对案例进行计算分析。案例仿真的结果验证了区域能源系统布局优化经济模型的可靠性和有效性。