2025年电力行业标准分析：风-光-储-氢混合电厂配置策略研究

年电力行业标准分析：风-光-储-氢混合电厂配置策略研究随着全球能源转型的加速推动，电力行业在2025年正经受着从传统模式向市场化竞争模式的重大转型。电力市场逐步成为能源优化配置的主要平台，新能源发电在这一过程中扮演着越来越重要的角色。然而，由于新能源发电的不确定性和间歇性，其独立参加电力市场竞争面临着诸多挑战。在此背景下，风-光-储-氢混合电厂作为一种创新的解决方案，正受到越来越多的关注。本文通过构建基于新能源场站的风-光-储-氢混合电厂模型，探讨其在电力市场环境下的配置策略，旨在稳定供应电力、参加电力市场交易，并满意氢能负荷需求。

一、电力市场环境下的混合电厂构成与运行机制

(一)混合电厂的构成

《2025-2030年中国电力行业进展趋势分析与将来投资讨论报告》本文讨论的风-光-储-氢混合电厂由风电场、光伏电站、电化学储能系统以及氢储能系统组成。其中，氢储能系统包括电解槽阵列、氢压缩机与氢储罐等关键设备。这种多元化的能源组合，使得混合电厂能够在不同条件下敏捷调整电力输出，满意电力市场的需求。

(二)电解槽的效率特性

电力行业标准分析提到本文选择技术成熟且应用广泛的碱性电解槽作为讨论对象。通过最小二乘法对电解槽的输入功率与产氢量相关数据进行拟合，得到二次多项式约束，用于精确     模拟电解槽的产氢效率。这一特性对于优化混合电厂的运行策略至关重要，由于它直接影响到氢气的生产成本和效率。

(三)电力市场交易机制

电力市场通常分为中长期交易和现货交易。在中长期交易中，新能源发电的间歇性和不确定性使其难以满意高精度交易需求，增加了偏差考核成本。而在现货市场中，新能源发电的波动性加剧了市场供需的简单性。因此，混合电厂需要在中长期交易和现货市场之间找到平衡，以最大化经济效益。

二、电力市场环境下的混合电厂经济效益测算模型

(一)目标函数

本文选取资产收益率(ROE)作为经济效益的主要评价指标，从投资和收益的角度动身，寻求最佳的系统配置方案。目标函数为最大化ROE，即通过优化配置，使投资回报率达到最高。

(二)经济收益与资产投入

经济收益包括售电收入和售氢收入两部分。售电收入通过参加电力市场交易获得，而售氢收入则来源于氢气的销售。资产投入部分包括工程建设投资和运行维护成本，涉及风电场、光伏电站、储能系统、电解水制氢装置等多个分项工程。

(三)约束条件

混合电厂的运行受到多种约束条件的限制，包括储能系统运行约束、氢储能运行约束、风机和光伏功率约束、输电工程容量约束以及功率平衡约束。这些约束条件确保了混合电厂在技术可行性和经济合理性之间的平衡。

三、电力市场环境下的混合电厂配置策略与算法

(一)基本配置策略

本文构建的优化投资策略旨在匹配电力负荷与氢能需求，最大化新能源项目投资效益。详细策略包括现货市场交易电量的限制、电化学储能的定位、电解水制氢策略、输电线路配置以及系统工作时间的支配。

(二)双层规划算法

为提升模型可解性与计算效率，本文设计了一种分层优化策略。通过构建双层优化模型，将容量配置与运行调度相对分别。外层为规划层，采纳改进麻雀搜寻算法(ISSA)在可行域内搜寻最优容量配置;内层为运行层，在给定容量配置的前提下，调用GUROBI求解器对运行策略进行精确优化。

四、电力市场环境下的混合电厂典型场景构建与配置方案分析

(一)典型场景构建

本文基于日前市场连接中长期交易和实时市场计算售电收益。中长期电量通过负荷曲线分解，电价取历史合约均值;新能源实时出力和现货市场电价采纳真实数据，而日前出力与电价需构建猜测数据集。通过猜测值校正框架，将猜测误差视为随机变量，从而生成典型日负荷曲线和氢能负荷曲线。

(二)配置方案分析

本文构建了五种系统配置方案，包括风-光-储-氢混合电厂参加电力市场交易、风-光-储参加电力市场交易、风-光-储-氢不参加电力交易、风-光-储-氢传统电力交易以及风-光-储传统电力交易。通过对比分析，发觉风-光-储-氢混合电厂参加电力市场交易的方案在经济效益和满意电力与氢能负荷需求方面具有显著优势。

五、电力市场环境下的混合电厂运行状况分析

(一)电化学储能在系统中的作用

电化学储能系统在新能源发电高峰时存储多余电能，在发电不足时释放能量，从而有效降低弃电率并提升经济效益。通过优化储能系统的配置和运行策略，混合电厂能够在电力市场中获得更高的收益。

(二)氢能在系统中的作用

氢储罐对氢负荷供应的缓冲作用，使得电解槽能够在电力盈余时与储能系统协作掌握电力平衡，削减弃电。通过优化电解水制氢装置的运行策略，混合电厂能够提高制氢效率，降低制氢成本，从而增加其在电力市场中的竞争力。

(三)不同中长期分解曲线对系统配置的影响

本文分析了三种不同的负荷曲线分解方法对混合电厂配置方案的影响。结果表明，峰谷平曲线法所获得的收益最高，其次为高峰时段曲线法，而全天平均曲线法的收益最低。这一结果进一步表明，在电力市场机制建设过程中，细化负荷分解曲线，设定不同时段电量交割的峰谷曲线，有利于混合电厂提升盈利力量。

六、电力市场环境下的混合电厂优化配置方案的结论

本文通过构建多种方案并运用规划算法分析，发觉风-光-储-氢混合电厂在保障经济效益的同时，能够满意电力与氢能双重负荷需求，具有显著的综合效益和投资潜力。优化配置后的混合电厂，其资产收益率(ROE)可达到0.32，通过进一步优化电解水制氢装置的效率特性，ROE可提升至0.35。此外，混合电厂中异质能量之间的互补与转化，增加了其应对电力市场价格波动和能源需求不确定性的敏捷调整力量，优化资源配置和储能调度可将新能源弃电率掌握在15%以内。本文提出的混合电厂方案及其配置方法，为新能源发电独立参加电力市场供应了有力支撑，具有重要的理论和实践价值。

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