本文将为大家带来电工杯A题超详细的解题思路。由于A题存在一定的知识门槛，所以在后续的讲解过程中，可能会尽可能用大多的大白话帮大家普及一下A题的专业门槛。整体问题难度不打，因此后续讲解中会介绍每一个问题可以用到的模型，以及对应的创新点，希望大家参考，对大家有所帮助。

题目背景

国家要搞"双碳"（碳达峰、碳中和），风电和光伏发电越来越多，但有个大问题：风光发电不稳定，用不完的电怎么办？有一个思路叫**"绿电直连"**：把风电场、光伏电站直接连到附近的工厂园区，发出来的电直接在园区里用掉，不需要绕一大圈走公共电网。

这道题的园区更特别——它用绿电来制氢、再制氨。

整个流程是：

风电 + 光伏 → 电 → 电解水制氢（H₂）→ 氢气 + 空气中的氮合成氨（NH₃）

为什么做氨？因为氨比氢更好运输储存，可以直接卖出去，是化工原料，也是未来的绿色燃料。

园区里有什么设备？

设备	作用	功率/产能
风电场	发电	装机 40 MW
光伏电站	发电	装机 64 MW
碱性电解槽（ALKEL）	电→氢	10 MW，产氢 140 kg/h
质子交换膜电解槽（PEMEL）	电→氢（效率更高）	10 MW，产氢 160 kg/h
合成氨装置	氢→氨	0.75 MW，产氨 1.5 吨/h
其他普通用电设备	园区日常用电	峰值 6 MW
联络线	跟外部电网买电/卖电	—

园区怎么运行？

风光发电优先自用（给制氢、制氨、日常用电）

发多了→卖给电网（上网电量）

发少了→从电网买电（网购电量）

国家对这类园区有硬性指标要求（见下）

国家要求的三个指标（必须达标）

指标名称要求通俗理解

新能源自发自用比例> 60%发出来的绿电，至少60%要自己用掉

总用电绿电比例> 30%园区用的电里，至少30%来自风光

上网电量比例< 20%发出来的绿电，卖出去的不能超过20%

题目给出数据

附件1： 园区普通用电的24小时曲线（早上用得多，深夜用得少）

附件2： 典型日风电、光伏的24小时出力曲线（光伏白天有，晚上没有；风电昼夜都有但波动大）

附件3： 6种不同的风电日出力场景（有的风大，有的风小）

附件4： 4种不同的光伏日出力场景（有的晴天，有的阴天）

6种风 × 4种光 = 24种组合场景，覆盖全年各种天气情况，每种场景代表15天，共360天≈1年

附件5-8： 各设备的度电成本、运维费用、寿命，以及买电/卖电的电价（有峰平谷分时电价）

道题分别问什么？

功率平衡建模
    ↓
单场景指标核算（问题一）
    ↓
离散调度优化（问题二）→ 连续功率调度优化（问题三）
    ↓
离网运行 + 储能配置（问题四）
    ↓
政策影响定性分析（问题五）

问题一（最简单）：

按典型日出力，电解槽和合成氨装置24小时全开满负荷运行，画出功率曲线，算出全天买了多少电、卖了多少电，三个绿电指标达没达标，造氨成本是多少？

问题二（加了优化）：

产能扩大到72吨/日，但设备只能要么全开、要么全停，不能调功率。问：每天开几个小时、哪几个小时开，能让造氨成本最低？在24种天气场景下统计全年情况。

问题三（优化升级）：

同样扩产到72吨/日，但这次设备功率可以连续调节（最低10%）。问：怎么调最省钱？跟问题二的全开全停相比，有什么改善？

风光发电少的时候，设备可以降到20%、30%慢慢跑，少买点电；风光发电多的时候，设备可以提到80%、90%多消纳，少卖电（卖电价格比买电便宜）。

问题四（断网运行）：

园区不连电网了，只靠风光发电自给自足。问：能产多少氨？如果加装储能电池，最优配多少容量？离网和联网相比哪个更划算？

问题五（开放讨论）：

如果这种绿电直连园区越来越多，对整个电力系统有什么好处和坏处（至少三条）？有什么政策建议？