塔式太阳能热发电作为一种理想的大规模发电方式,越来越受到各国重视。由于聚光子系统为塔式太阳能热电系统提供所需的太阳能,是实现太阳能热发电的基础,同时在整个系统中投资成本高,因此研究人员已经对聚光子系统的仿真进行了大量的研究工作。但目前仍存在一些问题：现有的仿真软件对于不同类型的镜场通用性较差,并且对镜面数量多或采用复杂光学模型时无法兼顾仿真速度和精度；另一方面,现有的仿真研究大多针对镜场设计,缺少对电站运行方面的探索。针对上述问题,本文对镜场光学仿真的实现、算法加速和仿真程序的应用进行了研究,取得的主要成果如下：1.对太阳光传播过程中涉及的包括镜场、集热器等元素进行描述,分析定日镜场光学效率的组成和意义,在逐一求解单面定日镜效率的基础上实现镜场效率的计算,并进行了正确性验证。2.利用图形处理器(GPU)和CUDA计算平台,对镜场效率计算方法进行了并行化的研究,实现了效率计算的并行加速,在保证精度的前提下提高了计算速度。3.在镜场并行仿真程序的基础上进行了定日镜场调度的研究,在开环和闭环情况下,提出不同的镜场调度策略,并进行了模拟分析,结果表明了调度策略的有效性。4.研究了非平行光的传播模型,使用离散卷积结合像投影方法,对单一光源成像光斑、单镜面及多镜面成像进行了仿真,同时给出了溢出效率的计算方法。