第14卷第7期储能科学与技术Vol.14 No.72025年7月Energy Storage Science and TechnologyJul.2025第十三届储能国际峰会暨展览会专辑计及电力市场交易机制的风一光-储-氢混合电厂配置策略研究(1沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110870：2华北水利水电大学电气工程学院，河南郑州450040)摘要：新能源发电正经历从保护性并网模式迈向电力市场竞争模式的转型。然而，由于新能源发电的不确定性和间歌性，难以独立有效地参与电力市场竞争。为此，本文构建了一种基于新能源场站的风-光一储-氢混合电厂模型，旨在稳定供应电力、参与电力市场交易和满足氢能负荷需求。在电力市场环境下，以资产收益率(returnon equity,ROE最大化为原则，结合中长期与现货市场交易规则，建立双层优化配置模型；外层采用改进的麻雀搜索算法(mproved sparrow search algorithm,ISSA)子求最优配置策略，计算ROE作为适应度数值，内层采用混合整数线性规划求解具体运行策略。同时，引入电解槽产生氢气的二次多项式约束，并将其松弛转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second--order cone programming,MISOCP)问题，形成混合电厂的优化配置方策。案例仿真结果显示，优化配置方案的ROE可达0.32，通过制氢效率特性的进一步优化运行，ROE可提升至0.35，实现了电能与氢能的有效融合，显著增强了新能源发电在电力市场中的竞争力。关键词：电力市场；新能源发电；氢储能；电化学储能doi:10.19799j.cnk2095-4239.2025.0358中图分类号：TK91文献标志码：A文章编号：2095-4239(2025)07-2801-12Research on configuration strategies for wind-solar-battery-hydrogen hybrid power plants considering electricity markettrading mechanismsSUN Hao',XING Zuoxia',WU Weining',LI Mingqi',ZHU Zhi',WANG Gaohan?('School of Electrical Engineering.Shenyang University of Technology of Technology.Shenyang 110870,Liaoning.China;*School of Electrical Engineering.North China University of Water Resources and ElectricPower,Zhengzhou 450040,Henan,China)Abstract:Renewable energy generation is transforming from a protected grid-connectionmodel to a competitive electricity market model.However,because of their inherentuncertainty and intermittency,renewable sources struggle to independently and effectivelycompete in the electricity market.To address this issue,a wind-solar-battery-hydrogen hybridpower plant model based on renewable stations was developed to ensure a stable powersupply,engage in electricity market transactions,and meet the hydrogen load demand.Withinthe electricity market environment,a two-level optimal configuration model was established for收稿日期：2025-04-10：修改稿日期：2025-04-27基金项目：国家自然科学基金重点项目(62433013)。第一作者：孙浩(1982一)，男，博士研究生，高级工程师，从事新能源发电与电能存储、综合智慧能源、新能源技术及装备，E-m:2007 sunhao@163.c0m:通信作者：邢作霞，教授，从事能源控制与并网技术、多能源互补与储能消纳技术、海上风电机组柔性控制技术，E-mal:引用本文：孙浩，邢作霞，吴维宁，等.计及电力市场交易机制的风-光-储-氢混合电厂配置策略研完.储能科学与技术，2025,14(7：2801-2812.Citation:SUN Hao,XING Zuoxia,WU Weining,et al.Research on configuration strategies for wind-solar-battery-hydrogen hybrid power plantsconsidering electricity market trading mechanisms[J].Energy Storage Science and Technology,2025,14(7):2801-2812.2802储能科学与技术2025年第14卷maximizing the return on equity (ROE),integrating medium-and long-term as well as spotmarket trading rules.The outer layer of the model employs the improved sparrow searchalgorithm to determine the optimal configuration strategy,utilizing the ROE as the fitnessfunction.The inner layer applies mixed-integer linear programming to solve specificoperational strategies.In addition,the model incorporates a quadratic constraint to model thehydrogen production curve of the electrolyzer accurately.This constraint is relaxed andtransformed into a mixed-integer second-order cone programming problem,forming theoptimal configuration scheme of the hybrid power plant.Case simulation results showed thatthe optimized configuration achieved an ROE of up to 0.32,which was further improved to0.35 through enhanced operation based on hydrogen production efficiency.This configuration,therefore,enables the effective integration of electricity and hydrogen energy,significantlyenhancing the competitiveness of renewable energy generation in the electricity market.Keywords:electricity market;renewable energy generation;hydrogen energy storage;electrochemical energy storage随着全球能源转型的加速推进，电力市场逐步景后，获得比上述随机优化更好的经济性。但上述成为能源优化配置的主要平台。电力市场通常分方法，均基于历史数据构建典型场景，作为配置策为中长期交易和现货交易。在中长期交易中，新能略的研究对象，储能载荷状态的平衡约束被局限于源发电的间歇性和不确定性，使其难以满足高精度短周期分析，无法充分展现储能系统在跨周、跨季交易需求，增加了偏差考核成本。而在现货市场度等长周期调节中的优势。丁琦欣等啊提出了一种中，新能源发电波动性加剧了市场供需复杂性，且基于年度数据的电氢微网凸松弛规划模型，有效缩其低边际成本将导致市场价格下行，不利于市场稳减原问题计算时间。Wu等阿基于全景时序数据模定发展。然而，储能和氢能技术与新能源的融合发拟，根据电化学储能和氢储能的不同调节能力，设展显著增强了新能源参与市场化交易的竞争力，由置三级储能系统，构建多时间尺度两阶段混合储能此形成的风-光-储-氢混合电厂成为人们关注的配置模型。虽然采用了全景时序数据模拟，但其构热点。建的规划模型无法与电力市场中的日前-日内偏差针对混合电厂的配置策略，谢金勇等网和赵晶考核机制相互结合，基于电力市场为边界条件的配晶等研究碱性电解槽和质子交换膜电解槽协同优置策略模型尚未建立物。化配置方法，基于随机优化生成典型场景，分别采本文针对新能源发电独立参与电力市场化交易用混合整数线性规划和非支配排序遗传算法(non-的问题，构建风一光-储-氢混合电厂，并探索其市dominated sorting genetic algorithm,NSGA-III)场化交易策略。首先，提出基于电力市场化交易规进行求解：徐衍会等针对离网制氢系统，计及碳则的双层优化配置模型，外层采用SSA寻求最优排放因素，构建多目标优化系统，采用改进配置策略，计算ROE作为适应度数值，内层建立NSGA-I-GT求解：张彦虎等在电-氢储能的基础规划计及运行的双层结构模型，并将规划决策变量上，提出了一种风-储-氢-氨优化配置策略，并针作为运行优化中相关决策变量的约束条件直接嵌对四种工作情景，进行详细的经济性分析：向昱瑾入，实现规划与运行的一体化求解：其次，优化产等阿构建双层配置策略模型，上层进行容量配置，氢效率，引入电解槽产生氢气的二次多项式约束，下层计及运行策略，采用麻雀搜索法算法(SSA)配并将其松弛转化为混合整数二阶锥规划(MISOCP)合混合整数线性规划进行求解：谭玲玲等计及碳问题。最后，通过案例仿真分析，探讨电化学储交易机制，构建双层配置策略模型。伊国通等闯考能、氢储能在混合电厂中的作用，研究中长期合约虑风电、光伏出力的不确定性，构建基于数据驱动机制对混合电厂配置策略的影响，验证所提模型与的两阶段分布式鲁棒优化配置策略，考虑最恶劣场方法的有效性。