虽然热电（冷）联产系统在西方国家已得到较为广泛的应用，而且构成热电（冷）联产系统的各主要设备的产品已经非常成熟和完善，但是由于我国在能源结构、价格、管理体制以及冷、热、电负荷等外部条件与国外存在差异，这就造成了热电冷联供系统在我国大中城市的推广应用，仍需要研究一些技术方面的重要课题。
4.2.1 热电冷联供系统评价体系的研究
建立一套以城市能源系统为中心的热电冷联供系统评价体系，从经济－能源－环境等各种角度全方位对热电冷联供系统进行评价，并与其它城市供热、供冷和供电形式进行比较，为热电冷联供系统的推广应用奠定基础。对于具体的工程项目，根据外部环境的不同，通过该评价模型，可以确定最佳的热电冷联供系统形式和运行模式。
4.2.2 热电（冷）联产系统的优化研究
热电冷联供系统优化配置的研究这包括：组成热电冷联供系统的各主要部件的模型，例如热电机组、制冷机组、热泵机组以及蓄能装置等；整体系统最佳配置的建模和算法；不同外部环境下系统最佳配置选择等。
热电冷联供系统优化运行的研究针对全年变化的热电冷负荷，在上述热电冷联供系统最佳配置的基础上，提出合理的运行模式和运行方案，是一个十分复杂的研究课题。
热电冷联供系统协调控制研究由于一天中不同时段的电价以及电力、热（冷）负荷的变化，实现合理的热电联产系统的运行方式以达到最佳的经济效益，不对系统进行优化控制是不行的。为此，需要研究开发出一套将热电联产系统和供热（冷）系统作为一个整体的优化协调热电（冷）联产控制系统。
4.2.3 重点装置的研发与应用
小型楼宇热电冷联产系统的研发：由于楼宇具有独立的热、电、冷负荷以及系统规模小等特点，热电冷联供系统的配置和运行问题尤为重要。需要研究热电机组容量、型式，制冷机、余热锅炉的搭配，蓄能装置的利用，热电冷装置与电网的接入与协调等诸多问题。因此，应在上述研究的基础上，进一步专门加以研究和分析。
蓄能系统的研究：为了协调冷热负荷与电负荷的关系，往往需要在热电冷联供系统中设置蓄热蓄冷系统。在热电冷联产系统中应用蓄热蓄冷系统在我国尚没有经验。因此，对蓄热蓄冷装置的型式、结构以及在整个热电冷联供系统中的运行策略研究是必不可少的。
燃料电池的研究: 燃料电池的发电效率可达40％以上，热电联产的效率也达到80％以上。鉴于燃料电池的独到优点，随着该项技术商业化进程的推进，必将在未来热电（冷）联产系统中占据重要的地位。因此，燃料电池本身及在热电（冷）联产中的应用研究是非常有意义的。
除湿系统的研究:除湿系统所利用的热量品位往往比吸收式制冷机更低，且能源利用效率更高。因此，除湿系统与热电联产的结合往往是更为先进的热电冷联产系统，国外一些研究机构也对此开展了研究工作。因而除湿系统及其在热电冷联产中的应用研究是一个新的方向。
4.2.4 热电（冷）联供系统的创新研究
本项研究主要包括系统新运行模式和系统流程与配置的创新研究，就系统新运行模式的研究方面，主要指针对不同外部环境下的热电冷新运行模式的提出和研究。就系统流程与配置的创新研究而言，主要指热电联产与电动热泵、蓄能装置的结合、电动制冷与吸收式制冷等不同形式的系统配置与流程的创新与研究。