随着世界常规能源的日益匮乏、人类对能源需求的不断增加以及全球气候的不断恶化,太阳能以其储量无限、使用清洁以及开发成本低等独特优势受到越来越多的关注和重视。在大规模太阳能热发电系统中,塔式热发电具有较高的工作温度和集热效率,因此成为太阳能发电方式的首选。我国太阳能技术起步较晚,关于塔式热发电系统的研究较少,尚有很多问题亟须开发研究。本文对太阳的运动规律、定日镜场的反射光斑动态漂移特性、聚光镜场能量的分布特性和最佳镜场设计方案等方面进行了研究,具体工作如下：(1)太阳运动规律的研究根据太阳的运动特性,在两分两至日分别对太阳的高度角和方位角进行仿真,分析归纳太阳角度的变化规律。(2)定日镜光斑动态漂移特性的研究首先提出一种基于光学反射原理的定日镜反射光斑中心计算方法,在理想情况下分析不同塔高、不同位置和不同时刻定日镜反射光斑中心点的动态变化规律。考虑跟踪误差对定日镜反射光斑漂移特性的影响,并对矩形全镜场中春分日不同时刻的光斑动态漂移特性进行了仿真计算。(3)全镜场动态能量的研究建立了镜场聚光能量的数学模型,分析了太阳位置、定日镜间距以及塔高对阴影效率的影响,并对矩形镜场在不同时间段进行聚光能量的仿真,进一步研究了相邻定日镜间距、吸热塔高度对镜场平均能量的影响。(4)镜场设计方案的研究基于镜场的设计原则,提出了三种镜场设计方案,通过对三种定日镜场的余弦效率、光斑漂移特性、阴影效率、镜场能量和占地面积进行对比和分析,得出最佳设计方案。仿真结果验证了上述研究的正确性和可行性,为深入研究塔式太阳能热发电技术,实现我国太阳能热发电技术的大力发展奠定了良好的理论基础。