随着化石能源枯竭和环境污染问题日益凸显,构建多能耦合、低碳和灵活高效的微网受到了广泛关注。氢能具有低碳环保、灵活高效、来源和用途广泛等优势。随着电解水制氢、氢燃料电池、氢气甲烷化和天然气管道掺氢等技术的不断发展,氢能逐渐成为电力、燃气和热力能源系统之间耦合的纽带。风力发电和电负荷的不确定性,电解水制氢、氢燃料电池发电成本较高,电热气耦合关系复杂等问题导致基于氢能的电热气耦合微网结构与容量优化配置需要深入研究。本文从基于氢能的电热气耦合微网结构、风电和电负荷的不确定性以及容量优化配置方面展开研究,具体研究内容如下:（1）结合电锅炉、ORC的电热转换功能和氢储能系统的电热气耦合特性,构建基于氢能的电热气耦合微网结构。建立了微网中电热气转换元件的数学模型,搭建电解槽和氢燃料电池的余热回收系统结构以及含ORC的热电耦合系统结构,为容量优化配置研究奠定了基础。（2）考虑电负荷与风电出力的不确定性,提出一种基于有序聚类和模糊C均值聚类的电负荷-风电出力典型日选取方法,并以小概率事件去除异常数据或极端场景。利用隶属度函数提取日负荷曲线趋势和峰谷时段信息,基于有序聚类和改进的类间类内划分指标,建立电负荷场景提取模型,并结合平均值法确定各个场景下的电负荷典型日;为保证风电和电负荷典型日的时序性,在电负荷典型日的有效时间内,基于模糊C均值聚类和类间类内划分指标建立风电出力典型日选取模型。（3）综合考虑弃风率、经济性、可靠性和环境效益,建立了基于氢能的电热气耦合微网容量优化配置模型。以年化总成本最小为优化目标,计及功率平衡约束、设备容量约束、设备运行约束、储氢系统约束和天然气管道约束,构建了优化模型,得到对应的混合整数线性规划问题。并提出表征微网效率、可靠性和环境效益的评价指标来评价微网性能。最后,以某工业园区实际数据为例,利用MATLAB平台调用YALMIP工具箱求解,并进行灵敏度分析,验证了所提的方法能有效降低微网总成本,减少碳排放,提高综合效率。