随着化石能源的短缺和雾霾现象的加重,新能源和可再生能源的利用越来越受到重视,地热能利用在减少碳排放方面可以起到一定的作用。《地热能开发利用“十三五”规划》提出增加地热发电装机容量500MW,主要针对我国滇藏和川西等中高温地热资源丰富的地区建设地热电站,而2018年底,我国的地热装机容量仅为47MW左右,与3063MW的准高温地热发电潜力相差较远。因此,有必要研究高效的地热发电技术,开发我国中高温地热资源。基于热力学理论,建立了单级闪蒸、两级闪蒸、双工质和闪蒸-双工质联合四种不同的地热发电系统模型,分析了热源、冷源温度和压力等不同参数变量对系统热力性能指标的影响,并通过对比五种干性工质的性能,优选R245fa作为循环工质;两级闪蒸和闪蒸-双工质发电系统的单位热水发电量比单级闪蒸和双工质发电系统高出20-30%。热源温度越高,闪蒸-双工质联合发电系统性能指标的敏感度越好,地热水热源温度高于130℃时,由于联合发电系统的闪蒸发电子系统能够避免负压,可以减少设备的容积和降低排出闪蒸冷凝水的功耗,宜选用闪蒸-双工质联合发电方式。针对两级闪蒸和闪蒸-双工质两种高效发电技术,建立了电站投资成本模型,估算了闪蒸-双工质和两级闪蒸发电系统及其设备等成本;基于单位时间成本率平衡,优化分析了闪蒸-双工质和两级闪蒸地热发电系统设备的?经济性,分析了地热流体质量流量、装机容量、装机容量利用系数和有效利率等因素对投资回收成本电价的敏感性,得出闪蒸-双工质和两级闪蒸发电系统的投资回收成本电价的最小值分别是0.06803US$/k Wh和0.07331US$/k Wh。通过静态投资回收期、净现值和内部收益率三种方法,得出闪蒸-双工质发电系统和两级闪蒸发电系统的静态投资回收期、净现值和内部收益率分别为:6.4年和7年、1826000美元和2244000美元、15.08%和13.48%,闪蒸-双工质发电系统的经济指标均优于两级闪蒸发电系统。针对闪蒸-双工质发电系统,分析了热源温度对投资回收电价、单位热水发电量、净现值、投资回收年限和内部收益率的敏感度;提出了稳定性目标函数投资成本回收电价和单位热水发电量的变化率（35）_ε,c和（35）_ε,Ne,闪蒸和蒸发压力上下的变化浮动分别为最佳闪蒸和蒸发压力的10%时,稳定性指标（35）_ε,c和（35）_ε,Ne分别控制在5%和3%以内,系统具有较好的稳定性;对联合发电系统构造多目标函数,利用遗传优化算法,获得目标函数帕累托最优边界,通过寻找“最佳点”拟合获得关键参数表达式。基于前期理论研究,搭建了闪蒸-双工质联合发电实验装置,通过对实验运行参数的测试和分析,对系统稳定运行时的主要热力性能指标进行了模拟,初步探讨了负载LED功率变化对双工质发电子系统输出功率的影响规律,实验测得双工质发电子系统膨胀机的等熵效率约为25%。基于发电系统稳定运行实验数据进行误差模型修正研究。误差修正模型2具有较好的吻合性,其相对误差绝对值均不超过5%;通过对修正模型分析发现主要?损失集中在回灌水和冷凝器,应重点考虑降低回灌水温度,以及优化冷凝器换热面积。