可再生能源发电的随机性和波动性问题已成为影响其广泛应用的主要原因之一。而光热发电作为发电储能一体化的可再生能源发电形式,其储热系统拥有良好的调节能力,能够较好地平抑风电等可再生能源发电的出力波动。因而,由低成本的风电与可调度的光热发电组建而成的风电光热能源系统既有效缓解了可再生能源出力的不稳定,同时平衡了系统成本收益。为保证风电光热能源系统运行的可靠性和经济性,作为能源系统调度核心的储热系统容量需要被合理规划配置,相应配套的调度策略需要被研究。因此,本文建立了风电光热能源系统优化模型,构建了两阶段风电光热能源系统决策框架,提出了储热容量优化配置方案和系统优化调度策略,分析了各项因素对方案策略的影响。本文首先从发电成本、基本结构和运行模式等方面展开介绍了光热发电技术,阐述了风电光热能源系统运行特性。其次以售电利润最优为目标函数,建立了风电光热能源系统储热容量优化模型和优化调度模型,并通过场景法和线性化将其转化为混合整数线性规划问题便于求解,提出了两阶段风电光热能源系统决策框架。最后以美国得克萨斯州地区作为算例数据源,研究分析了风电光热能源系统中储热容量规划问题。验证了电转热系统作为联通风电场与储热系统的能源渠道对风电光热能源系统风电消纳的重要意义,以及储热系统作为风电光热能源系统能量调度的中枢对负荷需求实时响应的重要作用。分析了不同储热容量配置对系统运行的影响,合理的储热容量配置有助于平衡缺电惩罚成本、环境成本和储热建造成本。分析了样本数据最佳采样周期为一年,该周期既保留数据季节性变化的特性,也降低了样本数据收集难度。分析了碳排放控制对储热容量规划的影响,提出考虑碳排放控制后的储热容量参考配置为原定的120%,该参考容量不仅足够应对10倍碳税后的政策环境,而且不会造成较大的成本增幅。本文还研究了风电光热能源系统在不同电价模式下的调度策略。比较风电光热能源系统在三种电价模式下的运行表现,即便考虑电价预测偏差,系统在实时电价模式下运用实时电价相应策略完成调度运行的表现更佳。原因在于实时电价模式在高价甚至天价电时段提供了更多的套利机会,而风电光热能源系统可以凭借自带的储热系统灵活调度,更易利用电价差实现能源套利。