分布式冷热电联供系统(Distributed Combined Cooling,Heating and Power Generation,DCCHP)是一种布置在用户端,利用“温度对口,能量梯级利用”的原理将发电、供热(供热水和供暖)及制冷过程三者结合起来,根据用户适时需求实现冷热电联供的总能系统。该系统能够有效利用能源,显著提高能源利用效率和减少环境污染,对于缓解能源危机和减少环境污染具有非常重要的工程应用价值。对此,世界各国非常重视分布式冷热电联供系统的研究和开发,特别是欧美、日本等发达国家均将该系统的研发置为国家可持续发展战略的重要地位。作为一种新型的发电装置,固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)具有高效、清洁、排气温度高、变工况性能好等诸多优点,已受到世界各国研发者的青睐。太阳能是清洁可再生能源,具有资源丰富、清洁无污染的优势,已得到了广泛的开发和应用。但是太阳能受外界环境影响较大,具有不稳定性和间断性等缺点,由此,本文设计了基于固体氧化物燃料电池和太阳能光伏电池(Photovoltaic,PV)的SOFC/PV联合发电装置。基于该联合发电装置的分布式冷热电联供系统,依据“温度对口,能量梯级利用”的原理,可充分利用固体氧化物燃料电池产生的高温废气进一步供热和制冷,实现冷热电三联供,从而有效提高整个系统的能源利用率和供能的稳定性、连续性。目前,我国在固体氧化物燃料电池和光伏电池联合发电方面的研究技术尚不成熟,对分布式冷热电联供系统的研究与国外发达国家相比起步较晚。本课题在国家自然科学基金的资助下,进行了基于固体氧化物燃料电池和光伏电池联合发电的分布式冷热电联供系统特性仿真及能量管理策略研究。该系统实现冷热电联供的基本原理是:所需电能由固体氧化物燃料电池和光伏阵列按照相应的控制规律和能量管理策略联合供应,在系统运行过程中,光伏阵列产生的电能一部分提供给用户使用,另一部分用于电解槽电解氢,为固体氧化物燃料电池提供燃料氢气,所需热能由固体氧化物燃料电池产生的高温废气经换热器转换供给,所需冷量由蒸汽型双效溴化锂制冷机利用换热器出口侧的中高温废气进行制冷提供。本文在深入调研和查阅国内外该领域研究文献的基础上,提出基于SOFC/PV的分布式冷热电联供系统的组成和设计思路,研究该系统的工作机理、相关组件的工作原理和系统的集成原理,依据相关的设计思路、设计原则、工作原理和技术要求,确定联供系统的总体结构方案;采用模块化建模方法,分别建立联供系统的固体氧化物燃料电池、光伏电池、光伏阵列最大功率跟踪装置、蒸汽型双效溴化锂制冷机、电解槽、储氢罐、压气机、功率转换装置等部件的数学模型和完整的Simulink动态模型,并进行相应的性能仿真和特性分析;结合光伏电池的功率特性,选择扰动观察法、增量电导法、模糊控制法和BP神经网络法等四种最大功率跟踪控制方法进行比较研究,验证分析各控制算法的有效性和优缺点,将增量电导法应用于联供系统;研究适合联供系统容量匹配和能量管理的短期负荷预测技术,经过对BP神经网络、RBF神经网络及小波神经网络等三种智能短期负荷预测的方法的比较研究,确定相应的负荷预测模型,并进行仿真分析;由于制冷装置对联供系统的整体性能影响较大,其冷量控制相对比较复杂,是实现冷热电联供的技术难点之一,为此,本文在对双效溴化锂制冷机特性分析的基础上,对其能量控制方法进行较为深入的研究;最后,为确保联供系统能够高效率提供稳定连续的电量、冷量和热量,研究了系统的能量管理策略和管理方式。