在可再生能源领域中,地热能和太阳能因其储量巨大、清洁可再生等特性而受到广泛关注和应用。结合地热能与太阳能的能源属性及利用方式,两种能源之间具有潜在的协同互补特性。因此,基于多能互补的能源利用新思路,本文构建了地热能-太阳能互补发电系统,以提高地热能的热功转换能力,提升可再生能源的利用率。具体开展了如下工作:地热能发电应用是提高其能量品位的有效方式,针对地热能闪蒸循环和双工质循环的基本发电方式,构建了以闪蒸循环系统、双工质循环系统以及闪蒸双工质循环系统为载体的八种典型地热能循环发电系统模型,并基于同一地热资源条件对该八种典型地热发电系统进行了热力学性能对比分析,得到热力学性能最优的闪蒸-双工质集成系统,其系统净输出功最大。并以闪蒸-双工质集成发电系统为载体,耦合太阳能预热过程,构建了本文所研究的地热能-太阳能预热闪蒸双工质互补发电系统,该系统由太阳能预热子系统、上部闪蒸双工质循环子系统以及底部双工质循环子系统组成,并基于互补发电系统的热力学温熵过程图、热力学第一定律和第二定律构建了系统各单元的热力学模型。基于互补发电系统的热力过程和数学模型,计算了互补发电系统在设计工况下的热力学特性并得到系统的?损失分析。研究表明系统在设计工况下净输出功为12.76MW·h,热效率和?效率分别为11.22%和20.5%;在互补发电系统各?损失环节中,太阳能预热子系统?损失最多,尤其是槽式集热器的?损失,占系统总?损失的51.16%。此外,对系统闪蒸压力、底部有机朗肯循环（ORC）中蒸发压力、窄点温差以及过热度等运行参数进行了敏感性分析,其中系统闪蒸压力和蒸发压力对系统热力学性能影响显著,而蒸发器的窄点温差和过热度对系统的热效率及?效率影响甚微。针对太阳能在全工况运行过程中动态变化的特性,构建了互补发电系统在全工况运行下的控制策略和变工况计算模型,对互补发电系统的全工况运行特征进行了分析。研究表明互补发电系统在四季典型日运行过程中,白天太阳能的输入对系统的热力学性能有显著的提高,并且基于全年变工况运行特性可知,系统在5月和10月两个月份的发电量最大。因此,通过全工况分析可知,太阳能的输入对提高地热能的作功能力有显著的作用,从而实现可再生能源的高效利用。最后以系统净输出功、热效率及?效率最大为优化目标对互补发电系统中闪蒸压力以及有机朗肯循环中的蒸发压力、窄点温差及过热度等运行参数进行了优化,得到系统在最佳运行参数时的净输出功、热效率及?效率相比于设计工况可分别提高4.61%、5.88%和4.93%。