“碳达峰、碳中和”目标愿景下,大力发展可再生能源,推动构建以清洁低碳能源为主体的能源供应体系已成为必然。在我国北方地区,燃煤供热机组由于能源利用率高而被广泛用于解决大规模集中供暖问题。然而,在供热季内“以热定电”运行模式使供热机组电出力受到热负荷限制,降低了机组灵活性,制约了光伏、风电等可再生能源的进一步发展。将太阳能引入供热机组可在降低机组煤耗的同时,提高机组灵活性。本论文以太阳能辅助供热机组热电联供系统为研究对象,分析了互补热电联供系统热力特性、调峰性能、运行特性,开展了系统容量配置及运行调度协同优化研究。论文的主要研究内容和研究成果如下:首先,基于模块化建模方法,建立了互补热电联供系统静态仿真模型,主要包括太阳能集热场、储热系统、锅炉、汽轮机等关键设备模型,可实现互补热电联供系统的热力性能模拟。考虑到互补热电联供系统为双输入、双输出的多能互补系统,论文基于（火用）平衡的太阳能贡献度评价方法对互补热电联供系统电、热输出中的太阳能份额进行了评价,获得并分析了在典型集成方案和运行模式下太阳能和燃煤（火用）分布、（火用）损失分布。为了提升太阳能份额求解速度,根据分析结果,提出了一种考虑高中压缸太阳能份额差异的新型太阳能贡献度评价方法。其次,研究了引入太阳能取代高加抽汽和直接供热的比例变化对热电负荷特性区间和调峰能力的影响,获得了引入太阳能后供热机组的热电负荷特性区间。结果表明,太阳能直接供热的方式更有利于提升供热机组下调峰能力,而太阳能取代高加抽汽的方式更有利于提升供热机组上调峰能力。对于330MWe供热机组,在额定供热功率条件下,通过灵活调整太阳能取代高加抽汽和直接供热比例可使互补热电联供系统的调峰范围由原供热机组的179.3 MWe～292.8 MWe提升到116.3 MWe～344.2 MWe。此外,比较了采用上述集成太阳能的热电解耦方法与采用两种常规热电解耦方法（配置电锅炉/储热罐）的供热机组调峰能力和一次能源利用率。结果表明,在提升调峰能力方面,配置电锅炉＞集成太阳能＞配置储热罐。而在一次能源利用率方面,集成太阳能＞配置储热罐＞配置电锅炉。再次,论文以最大化风电消纳为目标,提出了互补热电联供系统运行策略。基于此运行策略,对互补热电联供系统和风电场协同运行的日性能和年性能进行了模拟分析。结果表明,与参考机组相比,互补热电联供系统在供热季典型日内的弃风电量和标准煤耗量分别减少了 202.69MWh（93.34%）和80.83 t（4.11%）;在非供热季典型日内的标准煤耗量减少了 98.59t（6.77%）。在此基础上,以年净收益最大为目标,采用枚举法对互补热电联供系统的关键设备容量进行了优化。优化结果表明,当储热时长和集热场面积分别为2h和21.48×104 m2（152Loops）时,年净收益最高,为1.82 M$。最后,为将风电装机容量纳入容量优化的决策变量,论文构建了以330MWe太阳能辅助供热机组热电联供系统为核心的风、光、煤多能互补热电联供系统,提出了一种双层容量-运行协同优化方法来同时优化系统容量配置和运行调度。优化结果表明,最优折衷解对应的储热时长、太阳能集热场面积和风电装机容量分别为4h、26.28×104m2（203 Loops）和84MWe,相应的二氧化碳排放量和净现值分别为167.14万吨/年和142.41 M$。与固定运行策略的容量优化方法相比,本文所提协同优化方法获得的最优多能互补热电联供系统具有更高的风电发电量和净现值以及更低的二氧化碳排放量。此外,基于最优折衷解,分析了容量参数变化对系统经济性能、环保性能和风电消纳能力的影响。