由于我国能源需求量的逐渐增加与化石能源造成的环境污染的加重,人们将目光转向了可再生能源的开发与利用。在可再生能源中,由于光热发电具有调峰、储能、能实现连续发电等优点,受到了越来越多的关注。本文以槽式太阳能热发电站为研究对象,对其进行了一系列优化设计与性能分析。首先,本文对槽式系统的核心计算模型进行了介绍。其中在集热场方面,建立了集热场效率计算模型,给出了槽式太阳能发电系统的集热场节点能量平衡方程和流量控制方程。在蓄热系统方面,建立了蓄热系统热力学模型。此外,建立了性能评价指标的计算模型。在此基础上,根据我国太阳能资源分布情况,对槽式太阳能电站进行了选址,对集热场和蓄热系统进行了设备选择与优化设计。在集热场方面,以集热场最大吸热量为优化目标对集热工质与集热场布局进行了优化设计。在蓄热系统方面,对蓄热罐几何尺寸、蓄热时长与罐体热能损失之间的关系进行了研究,确定了选择蓄热罐最佳高度的准则。另外,基于各性能评价指标对槽式系统的太阳倍数与蓄热时长的最优配置进行了研究,并以LCOE为优化目标对太阳倍数与蓄热时长进行了优化设计,优化所得的槽式电站的平准化度电成本可低至0.997元/k Wh。在对电站进行优化设计的基础上,研究了优化所得电站夏至日、冬至日太阳直接辐射的变化对集热场吸热量、蓄热系统储热量、电站发电量与发电效率的影响。另外,考虑不确定性因素的影响,基于概率可靠度建立了不确定性分析模型,对槽式太阳能热发电站进行了不确定性的性能分析。结果表明:使用不确定性分析方法计算得到的系统的性能参数会略低于使用SAM软件计算得到的性能参数。通过敏感性分析发现,性能参数的可靠性指标对太阳直接辐射方差的变化较为敏感,且太阳直接辐射与环境温度的不确定性的增加会使容量因子与年发电效率的可靠性指标降低。本文研究结果表明,与确定性分析方法相比,使用不确定分析方法得到的槽式电站的性能参数的概率分布曲线可以更好反映性能参数可能的分布情况,能够为发电系统的决策与规划提供重要参考。