能源和环境问题是当前中国乃至世界面临的两大难题，提高能源利用效率和采用清洁能源是缓解能源和环境问题的两个主要途径。热电联产或冷热电三联供系统由于高效、环保等优势，成为提高能源利用效率、降低环境污染的主要供能系统。本文以热电联产及冷热电联供系统为背景，开展设备建模、系统优化及评价研究。　　首先，建立了冷热电三联供系统的热力学模型，包括各组成设备的能量平衡方程，设备经验参数，工质物性及设备效率的经验公式。运用软件Cycle-Tempo实现冷热电三联供系统的热力学模拟，为热力学分析，经济性分析奠定基础。　　然后，针对传统燃煤电厂热电联产系统的供热距离受限的问题，基于大温差供热减小管道投资的思路，设计了改进方案。针对传统天然气热电联产系统的余热没能有效利用的问题，提出了回收利用冷凝潜热和烟气余热的改造方案。基于热力学和经济学指标，对改造方案和传统方案进行了分析和评价。　　接下来，分析了传统(炯)经济分析方法应用于余热回系统的评价中存在的问题，建立了改进的(炯)经济分析模型，并对热电联产改造系统进行了(炯)经济分析，从热力学和经济学综合的角度考察了改造方案中各物流及产品的(炯)成本走向，对余热成本进行了合理的分摊并得到了各产品的成本，并与传统(炯)经济分析结果进行了对比。　　最后，提出了一种天然气冷热电三联供系统的集成优化方法:首先，考虑多种可行的供冷/供热技术方案，建立了三联供系统的超结构;然后，初步优选三联供系统的配置方案及原动机容量;接下来，初步优选三联供系统的运行策略;最后，基于综合评级指标，找出三联供系统最优的配置方案，原动机容量及运行策略。将此集成优化方法应用于北方某冷热电三联供系统的案例研究。