发展光电、风电等绿电是改善我国能源结构、实现低碳可持续发展的重要方向,氢能在解决光电、风电存储再利用方面具备优势。光伏光热制氢系统日益受到重视,光伏、光热、制氢设备的合理配置对高效制氢、提高太阳能的利用率尤为重要。本文基于PEM制氢技术,开展了光伏光热制氢运行模式及稳定性研究。采用理论分析、数学建模、模拟仿真、实验分析的方法研究了光伏光热耦合PEM制氢系统（PV/T-PEM）运行模式及影响因素。在PEM制氢、光伏发电及控制原理的基础上,对光伏电池、电解槽、蓄电池、MPPT控制以及相对应的变换电路和控制器建模仿真,建立了不同耦合系统的光伏制氢系统仿真模型。通过建模仿真分析了太阳光辐照度和运行温度对光伏I-U、P-U曲线的影响,分析了电压、电流密度及水温对PEM电解槽特性曲线的影响。通过光伏制氢系统仿真模型,研究了直接耦合系统和间接耦合系统运行特征,结果显示直接耦合系统并不能稳定制氢,制氢速度会因为光照情况出现较大波动,系统简单但是不利于系统平稳运行;间接耦合系统可以稳定制氢,制氢受气候变化影响小,利于实现稳定制氢但是系统复杂。根据模拟结果,搭建光伏板和电解槽验证实验系统,通过模拟与实验数据的对比,验证了仿真模型的可靠性。搭建了不同耦合方式的PV/T-PEM实验系统,开展了直接耦合和间接耦合系统运行稳定性实验研究。实验结果表明,直接耦合的光伏制氢系统的制氢速度会随着太阳光辐照度有规律的变化,但是光伏组件输出电压的过高过低影响PEM制氢正常运行,制氢稳定性较差;间接耦合可以有效抑制光伏组件输出电压的不稳定性,系统可以稳定持续制氢并能在断开光伏组件后保持一段时间的稳定制氢;光热系统可以保障电解液（纯水）在较高的温度下运行,提高系统的制氢速度。通过模拟仿真和实验分析表明,PV/T-PEM制氢系统间接耦合系统尽管系统复杂,其良好的系统稳定性更适于实际应用。