全球气候变暖加快了能源格局深层调整,构造适应风光等新能源大规模发展的新型电力系统成为未来能源系统发展的新态势,也为探索新能源低碳高效利用方式提出了迫切要求。光热发电作为新兴太阳能利用方式兼具低碳发电和高效储能的功效,但目前发展受限于自身发电成本较高及有限的市场补偿机制。如何进一步挖掘光热电站的“热电联产”特性,开发除灵活发电之外的其他供能应用潜力对提高光热电站的收益、多能系统减碳效益具有重要意义。因此本文对含光热电站的电-热-氢多能系统协调优化运行展开了研究。首先,研究光热电站技术特性、运行模式及能量流交换模型。在对光热电站组成结构介绍的基础上,分析了光热发电技术的工作原理,并对光热电站能量流交换过程进行了总结;接着,对我国新能源发电基地中光热电站的出力特性进行分析,并收集了典型光热电站的配置运行参数和经济性参数;最后对光热电站的典型运行模式进行分析,将光热电站的运行模式概括为五种,并将气候、电站运行状态和电网实际需求等因素考虑在内,细分为十种单时段光热电站典型运行场景。其次,研究配额制下含光热电站的电-热能源系统运行优化模型。通过分析光热电站参与供热可行性以及与热电联产机组配合供热的运行原理,构建考虑绿证交易的电-热能源系统优化运行模型。基于该模型,量化光热电站在电-热能源系统的灵活效益,探索光热电站储热容量的最优配置方案,分析不同绿证价格与收益分配比例对光热发电度电成本与系统效益的作用。最后用西北某省实际算例对光热电站参与供热的可行性加以论证。算例结果表明:光热电站参与供热并配合绿证交易可有效提升新能源的消纳量、系统经济性以及光热机组的利用率,降低系统碳排放。最后,研究含光热电站制氢的综合能源系统的协调优化运行策略。以系统综合收益最大化为目标建立优化模型,包括兼具发电和制氢的光热电站能量模型和高温电解制氢装置的功率模型。用岛屿综合能源系统算例对光热电站参与制氢的潜力进行验证,并探究了不同储氢容量与光热电站储热时长的组合对系统经济性与光热机组利用率的影响。算例结果表明:光热电站增加制氢环节后,通过其自身灵活调节能力协调运行,可以提高太阳能利用率,同时降低系统碳排放。合理配置光热电站储热容量与储氢罐容量可进一步提升系统效益。