以抛物槽式太阳能集热系统以及光伏光热集热器(PV/T)与燃煤机组热力系统为研究对象,分析太阳能集热系统以及PV/T的结构特点以及工作原理,设计出回路双层流道式水冷式光伏光热(CPC-PV/T)集热系统,流道采用蛇形对冲式连接方式,并研究太阳能集热系统以及CPC-PV/T系统与燃煤机组热力系统的集成机理以及性能。针对太阳能集热器场中冷却流体的流动特性,为了克服两相流带来传热效果的恶化以及避免流体分层现象,提出了扩容蒸发式太阳能蒸汽发生系统(VEESG)疏水回流以及疏水再循环两种运行模式,利用扩容蒸发器代替传统的汽水分离器通过对抛物槽式太阳能集热系统与常规燃煤机组热力系统耦合机理的研究而进行系统的集成优化。并针对扩容蒸发疏水回流式、扩容蒸发疏水再循环式太阳能蒸汽发生系统以及太阳能预热系统几种不同的太阳能热利用方式,提出了太阳能辅助燃煤机组发电系统的不同集成方法,基于循环函数法以及q-γ-τ矩阵,将太阳能热利用系统归并到机组主循环系统中,构造出不同耦合方式下热力系统质量单元单元进水系数矩阵方程,提出了太阳能辅助燃煤发电系统单元进水系数通用矩阵模型,该模型全面反映了机组主循环汽水系统结构以及太阳能热利用系统对整个热力系统的影响情况,且具有很强的规律性,该算法使得光煤一体化集成系统的热力特性与结构特性转化为计算机语言,使热力系统的分析计算程序化、精确化、简洁化,得出的矩阵方程具有普遍适用性。并通过实例分析计算验证了该方法的准确性,为太阳能规模化高效利用提供了理论支撑。基于质量单元矩阵算法以及推导出的单元进水系数矩阵模型,经计算得出了疏水回流式VEESG过热段出口蒸汽取代燃煤机组各段抽汽时热经济性变化规律以及扩容蒸发器中疏水的最佳回水位置及其规律;分析了太阳能预热系统辅助加热机组给水(凝结水)两种方案的热经济性情况。并提出将疏水回流式VEESG系统应用在燃煤电厂CO2捕集技术上,阐述了疏水回流式VEESG系统、胺基CO2捕集系统与机组热力系统的耦合机理,得出了太阳能供能条件下,拥有胺基CO2捕集系统的机组热经济性变化规律以及扩容蒸发器中疏水与再沸器饱和水的最佳回水位置及其规律。