世界能源危机与环境污染问题日益严重,能源转型成了世界各国面临的重要问题之一。而塔式太阳能光热发电凭借着其独特优势,成为了未来替代火电的主要能源形式之一,并越来越受到世界各国的重视。但光热发电的发展仍然面临着较多阻碍,一方面是因为其高昂的镜场成本,导致塔式电厂需要大量的初建设成本投资;另一方面因为较低的镜场能量转换效率,使得光热发电与其他成熟能源形式相比竞争力较弱。为此,本文从优化镜场分布与改善镜场控制策略角度出发,进行了相关探索与研究。本文的主要工作成果如下:(1)在初始镜场分布的基础上,分解建立了光学效率目标函数,同时建立了镜场反射热功率与镜场成本目标函数,并在此基础上提出了定日镜相对位置与定日镜投入数量的两步优化方案。(2)引用了灰狼智能优化算法,并在传统灰狼算法的基础上进行相关改进,分别采用传统灰狼算法、改进灰狼算法与传统遗传算法对镜场中定日镜的相对位置进行优化,对比分析优化效果后,可以看出改进后的灰狼算法在收敛速度与全局搜索能力方面都明显优于普通灰狼算法与遗传算法。(3)根据太阳运动规律构建了基于光束校准系统的定日镜闭环控制追日模型,同时对模型进行了简单的误差分析与校正,通过模拟仿真实验,验证了跟踪模型的高效率与高精度。(4)提出了基于领导-随从思想的定日镜集群控制策略,并建立了多主动定日镜信息互交模式与主镜信息选择判断算法,在MATLAB平台上进行模拟仿真实验,结果证明本文的集群控制方案静态误差基本在0.1mrad左右,同时镜群的跟踪效果也较好。各种结果表明,本文提出的镜场分布优化方案与集群控制策略可以有效地提高镜场的能量效率,同时提高整个塔式光热电站的经济效益。研究结果具有一定的理论意义和重要的工程应用价值。