综合能源消费情况来看,我国的煤炭消费量是世界上最大的,约占67%,这是严重的环境污染和我国生态环境恶化逐年增加的主要原因。随着近年来全国范围内的雾霾横行,人类社会对清洁能源的需求越来越强烈。太阳能作为一种取之不竭的清洁能源,首先引起了科研人员的兴趣。开发和利用太阳能对中国经济社会走可持续发展之路和保护生态环境以及解决偏远地区无电人口和某些特殊用途都具有重大的战略意义。太阳能热发电系统,不耗用化石能源,无污染物排放,是与生态环境和谐的清洁能源利用系统。自20世纪80年代初研究试验成功以后,经过不断的发展与改进,目前美国已有11座大型商用系统在并网运行,总装机容量约为36.5万千瓦；在日本、法国、以色列、意大利、西班牙、德国前苏联、澳大利亚等国也积极开展了研究开发工作,并建设了试验示范系统。研究开发与试验示范表明,槽式系统、塔式系统和碟式系统在技术上都是可行的,在经济上也将会是有前景的。本文首先对太阳能发电的国内外现状做了详细的调研,分别介绍了目前太阳能发电所采用的四种技术,槽式、塔式、碟式和线性菲涅尔式太阳能热发电技术。其次,本文分别对太阳能发电系统的基本问题和直接蒸汽太阳能集热器的传热特性进行了分析,并讨论了太阳能集热器的传热模型。本文还对两步双循环直接蒸汽热发电系统的性能进行了研究,给出了两步双循环直接蒸汽热发电系统的模型。最后,针对直接蒸汽产生技术中的关键控制问题,设计了改进的PID控制器对喷雾阀门进行了控制,并从理论上对其稳定性进行了分析,仿真结果表明,该控制器具有一定的可行性和应用价值。