太阳能作为一种分布广泛的新能源,蕴含着大量能量,它的利用直接影响着我国的环境保护事业及能源结构转型方向。针对塔式太阳能光热集成燃气蒸汽联合循环发电系统(Integrated Solar Combined Cycle,ISCC)的运行优化研究不仅可以缓解单独太阳能运行的随机性、波动性及间断性等问题,还有效提高了太阳能光热系统的发电效率,对太阳能技术的利用和发展有着重要影响。本文首先研究了燃气蒸汽联合循环系统变工况特性;在此基础上加入太阳能模块形成ISCC系统,然后深入分析了外界环境变化对ISCC系统运行特性的影响,以及在不同集成方式下系统的热力性能变化,以找寻太阳能热的最佳集成方案,实现太阳能热的合理利用。本文主要研究内容如下:以传统燃气蒸汽联合循环为基础系统,通过Ebsilon软件构建联合循环热力系统模型并进行模拟,将模拟数据与各个工况下的设计数据进行对比。结果表明:模拟值与设计值误差均在3%以内,为工程误差允许范围,验证了模型的准确性。在供热工况下对构建完成的燃气蒸汽联合循环系统进行变工况模拟研究,得出其性能变化规律。首先探究了环境温度的变化对燃气轮机及联合循环系统性能造成的影响,分析表明:在各温度工况中,48.2℃工况下的联合循环系统运行效率最高。当供暖热负荷由0 GJ/h增大至800 GJ/h时,该工况下联合循环机组热耗率降低了 2014.45 kJ/kW·h。其次分析了不同的燃机负荷率对燃气蒸汽联合循环系统的影响,总结了联合循环系统变工况性能变化规律。研究表明:在燃机负荷率一定的条件下,系统运行效率随着抽汽系数的增大而上升。为了使联合循环机组运行利益最大化,机组应该运行在燃机负荷100%及供暖负荷最大时的工况。对于ISCC系统的优化分析,首先在设计工况下根据典型夏至日太阳能发电能力的分析情况及整体ISCC系统的性能变化研究,总结全年系统运行特性。分析表明:太阳能光电转化率为33.31%,太阳能热电转化率为31.12%,效率参数远远高于传统太阳能热电厂。ISCC系统全年发电量共为3682.64 GW,光热发电系统全年发电量为45.42 GW,占全年发电份额1.23%。在此基础上探究了太阳能最佳热利用方式,比较了不同集热方案下的太阳能光电转化率及整体系统热力性能变化情况,并进行比较分析。最终将太阳能发电份额11.43%、太阳能输入份额16.28%、ISCC系统循环效率47.03%的优势数据确定为太阳能热量的最优集热方案。最后初步分析了燃气来源及碳减排问题,并制定了四种方案对甲烷消耗量、碳排放及采用可再生能源弃电用于电产甲烷的成本等方面进行比对计算。