太阳能光热发电技术能够清洁高效地将太阳能转化为电能,发展该技术有助于减少现代社会对化石能源的依赖,并加速当前能源结构的转型。超临界CO2布雷顿循环作为热力发电循环方式之一,能与塔式太阳能光热电站良好地结合在一起,承担着将热能转换为电能的关键作用,对其进行研究与优化可以有效提升太阳能光热发电系统的总效率。本文根据现有超临界CO2布雷顿循环的结构布局,采用Ebsilon软件搭建了分流再压缩式布雷顿联合循环的系统模型,对比分析多种有机工质和跨临界CO2作为底循环工质时的系统性能,并探究联合循环耦合参数对整体系统的影响,基于遗传算法对耦合参数进行优化,模拟结果表明,采用跨临界CO2作为底循环工质时,联合循环的效率高于其他有机工质;存在最佳参数组合,使得布雷顿联合循环发电效率达到最高,对应效率为50.4%。针对塔式太阳能电站的储能需求,论文设计了常规熔盐储热方案和新型的压缩CO2储能方案,分别对储能系统进行设备选型、结构布置及参数设计,并建立对应的仿真模型。采用Solar PILOT软件对集热系统进行研究,模拟定日镜场最佳布置,探究不同储能方案下的镜场光学性能、吸热器性能;选取典型日下系统的运行工况,计算三种储能方案的热经济性及技术经济性指标,探究不同储热时长对系统成本的影响,并对不同储能方案的成本构成进行分析。研究表明,压缩CO2储能与辅助燃烧集成方案具有最高的日平均效率,夏至日、冬至日分别为26.62%、23.04%,初期设备投资最低,但由于天然气的额外成本,该方案具有最高的平准化度电成本（LCOE）,为0.1168（?）/k W·h。压缩CO2储能与熔盐储热集成方案的LCOE最低,为0.1046（?）/k W·h,相比熔盐储热方案略有下降。本文提出的两种新型塔式太阳能光热储能方案及发电系统性能分析方法,对超临界CO2布雷顿循环太阳能发电系统的工质选择、参数优化以及储能设计具有一定的指导意义。