光热电站调节特性优异,对电力系统具有天然友好性,未来有望成为新型电力系统的主力电源。大力发展光热发电能够减少新能源大规模并网对系统的冲击、促进新能源消纳、有助于“双碳”目标的达成,对推进能源革命、构建新型电力系统有着多重积极意义。本文围绕槽式光热电站的建模与仿真、光热电站支撑新型电力系统的能力与发展路径探索、光热—光伏互补发电系统储能单元的优化配置等展开研究。首先,以槽式光热电站为例,建立起聚光集热子系统、储热子系统、蒸汽发生子系统以及管道的动态模型,并将其聚合成完整的槽式光热场模型。仿真结果表明,所建光热场模型的仿真曲线与SAM软件的模拟结果趋势基本一致,具有一定的实用价值。为满足电力系统不同计算任务的需要,进一步给出两种光热场的简化降阶模型——一种是由子系统降阶模型组合而成的光热场简化模型,另一种是对光热场完整模型整体降阶而得到的光热场最简模型。不同运行模式下的并网仿真算例表明,两种简化模型均可被有效应用于电力系统动态仿真。其次,对光热发电的技术优势以及其对电力系统的支撑作用进行讨论,综合考虑各地区的气象条件与可利用土地面积,对我国可大规模开发的集中式光热电站的潜在容量与发电潜力进行详细评估。随后,基于可如期达成“双碳”目标的能源电力发展情景,从维持电力系统物理惯性的角度规划设想一种以光热发电作为主流发电技术的新型电力系统发展路径,讨论光热电站在新型电力系统不同发展阶段的未来地位。最后,建立起光热—光伏互补发电系统的成本模型,以互补发电系统的最优综合运行成本为目标函数,利用遗传算法对模型求解,探究不同光热占比对互补发电系统储能单元最优配置容量影响,并对其经济性进行分析。算例结果表明,光伏占主导的互补发电系统通过配置电加热装置可使综合运行成本大幅下降,经济效益显著;而随着光热占比的降低,互补发电系统需配置更大容量的电加热装置以满足储热罐的运行约束,但储热罐的最优配置容量基本不受光热占比变化的影响。