太阳能作为一种能流密度低的热源,易受地域纬度、云层变化、昼夜交替和气候条件等因素的影响。这给太阳能有机朗肯循环（SORC）系统的能效优化和稳定性设计带来了的挑战。针对该挑战,本文构建了SORC系统动态模型;分析了不同太阳辐射波动特征对SORC系统输出的影响;针对现有太阳能辐射合成方法缺乏表征日辐射波动规律的问题,提出了基于历史数据的典型太阳辐射工况的构建方法;最后基于该工况和上述动态模型对SORC的热经济性进行优化设计。主要内容如下:建立了包括集热器、储热器、换热器、膨胀机、泵在内的完整SORC系统动态模型。系统实验值和模拟值的瞬时发电量平均相对误差为0.93%,这说明模型的精度可以满足SORC系统的优化设计。基于该模型分析了太阳能波动规律（周期、偏移、振幅）、储热器容积、蒸发温度等参数对系统稳定性和总效率的影响。提出了波动抑制比这一表征储热器对系统动态冲击抑制程度的指标。分析表明,存在特定的太阳辐射波动特征使得给定SORC系统发生谐振,进而导致系统的输出波动增大。谐振区域由太阳辐射波动周期及储热器容积决定,设计时应该避开谐振区域。基于历史太阳辐射数据合成典型太阳辐射工况。通过一组描述太阳辐射波动特征的参数,采用k-means对历史日太阳辐射进行聚类分析,获得了四类典型日辐射。最终采用离散时间马尔可夫链对四类典型日辐射的转移规律进行建模,合成典型太阳辐射工况。验证表明,四个地区中典型太阳辐射工况与历史数据的特征误差的均小于10%。这说明典型太阳辐射工况具有表征一个地区日辐射变化规律的能力。最后,基于典型太阳辐射工况和SORC动态模型,采用NGSA-Ⅱ遗传算法以系统总发电量以及瞬时发电量波动程度为目标函数,得到了17组最优系统设计参数。据此,以“年度平均收益”为指标进一步分析SORC系统的经济性。分析表明,对于给定的地点,有一个实现盈利的SORC最小规模。只有大于这个尺寸的系统才有可能获利。以Desert Rock（DRA）地区为例,在本文研究范围内,只有太阳能集热器面积大于165m~2的SORC系统才具有盈利潜力。