随着化石能源的日益枯竭,并伴随着环境污染问题的不断升级,使得人们对可再生能源的使用需求越来越迫切,这就要求研究人员必须提高可再生能源的技术水平。太阳能资源作为可再生能源,以其较高的经济性、普遍性和丰富性,得到了世界各国的高度重视。线性菲涅尔式太阳能热发电系统是中高温集热系统的一种,与大规模商业化使用的槽式太阳能热发电系统相比而言,由于其在集热场中采用的是平面反射镜,所以具有价格低廉、易于制造且反射镜风载低等优点,因而在太阳能高温热利用方面有着巨大的发展潜力。目前,对线性菲涅尔式太阳能系统的研究已经成为了热发电领域的前沿课题之一。本文在太阳能热发电的国内外应用现状基础上,首先介绍了目前广泛使用的四种热发电技术(塔式、槽式、碟式、线性菲涅尔),分析了不同发电方式的特点,重点介绍了线性菲涅尔式太阳能热发电的聚光集热系统、储热系统、蒸汽发电系统以及集热系统运行模式。集热系统是一个复杂的非线性系统,包含如循环泵流量、汽水分离器液位、镜场出口蒸汽温度和压力等控制回路。并且复杂的气象变化会影响其控制过程,导致其存在大惯性、滞后时间长、参数时变等缺点。在当前的工业化生产中,传统的PID控制方案已不能满足其工艺要求,因而需要一种跟踪性和稳定性更好的控制算法来完成系统相关参数的调控。作为模型预测控制方法的一种,广义预测控制算法保持了自适应控制算法的特点:不但能克服各种不确定性和复杂气象变化的影响,而且在系统模型出现不匹配的时候依然有着良好的控制效果。由于广义预测控制算法采用多步预测、反馈校正和滚动优化等方式,所以控制系统的稳定性和鲁棒性较好,也更加适用于工业生产的控制。本文在MATLAB仿真平台下完成了模型预测控制器的设计,并通过与PID控制的对比突出了广义预测控制算法的性能优势。在完成控制算法的选择之后,考虑到出口蒸汽参数在热发电系统的重要性,本文讨论了在分布式控制系统框架下的出口蒸汽参数的控制问题,并设计了就地控制器。本文研究了在直通模式和再循环模式下的控制方案,并通过实验验证本文算法在出口蒸汽温度和压力的调节过程中的适用性与可靠性。驱动系统是太阳能热发电系统的关键组成部分,本文介绍了组成该系统的驱动控制单元,并对其作用方式进行了说明。最后,考虑到实际工况的复杂性,对集热管的安全性能做出了讨论,并简要介绍了相应的保护措施。