GB/T 46104-2025 电解水制氢系统功率波动适应性测试方法

ICS27010

CCSF.19

中华人民共和国国家标准

GB/T46104—2025

电解水制氢系统功率波动适应性测试方法

Powerfluctuationadaptabilitytestingmethodsofwaterelectrolysissystemfor

hydrogenproduction

2025-08-29发布2025-12-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T46104—2025

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语定义和符号

3、…………………………1

术语和定义

3.1…………………………1

符号

3.2…………………3

测试条件

4…………………6

测试边界

4.1……………6

测试条件

4.2……………7

试剂

5………………………7

测试准备

6…………………7

资料检查

6.1……………7

系统状态检查

6.2………………………7

数据采集计划

6.3………………………7

时间同步性

6.4…………………………7

测量仪器

7…………………7

一般要求

7.1……………7

测量仪器与安装位置

7.2………………8

测试仪器精度

7.3………………………10

测试项目与测试指标

8……………………11

测试方法

9…………………12

启动测试

9.1……………12

额定工况稳态性能测试

9.2……………15

多工况稳态性能测试

9.3………………22

变功率动态性能测试

9.4………………24

停机测试

9.5……………25

测试报告

10………………26

附录资料性热中性电压

A()……………27

参考文献

……………………29

Ⅰ

GB/T46104—2025

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国氢能标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC309)。

本文件起草单位同济大学中国标准化研究院清华四川能源互联网研究院西安隆基氢能科技有

:、、、

限公司天津市大陆制氢设备有限公司中船邯郸派瑞氢能科技有限公司中国石化集团新星石油有

、、()、

限责任公司国网浙江省电力有限公司电力科学研究院国家电投集团科学技术研究院有限公司中国

、、、

电力科学研究院有限公司浙江昊臻氢能源有限公司中国科学院大连化学物理研究所广东电网有限

、、、

责任公司广州供电局北京电力设备总厂有限公司国能氢创科技北京有限责任公司清华大学浙江

、、()、、

大学

。

本文件主要起草人张存满李汶颖杨燕梅许卫马军修凯金黎明刘敏刘伟栾和新吕洪

:、、、、、、、、、、、

俞红梅万燕鸣徐桂芝林今周鲁立潘军陈艳高书李瑞霞焦乐宋洁刘赟李航高丹慧李洋

、、、、、、、、、、、、、、、

王杰鹏马俊波张嘉航

、、。

Ⅲ

GB/T46104—2025

电解水制氢系统功率波动适应性测试方法

警示本文件不涉及所有可能的安全问题使用者有责任采取适当的安全健康和保护措施并保证

:,、,

符合国家有关法律法规规定的条件

。

1范围

本文件规定了电解水制氢系统功率波动适应性测试的测试条件试剂测试准备测量仪器测试项

、、、、

目与测试指标测试方法和测试报告

、。

本文件适用于产氢量3及以上的碱性电解水制氢系统和质子交换膜电解水制氢系统功率波

5m/h

动适应性测试阴离子交换膜电解水制氢系统的功率波动适应性测试参照执行

。。

注除特别说明外本文件中的标准状态为温度压力绝对压力本文件中的气体体积均为标准

:,0℃,101.325kPa(),

状态下的体积

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

水电解制氢系统技术要求

GB/T19774

氢气氢能与氢能系统术语

GB/T24499、

压力型水电解制氢系统技术条件

GB/T37562—2019

3术语定义和符号

、

31术语和定义

.

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T19774、GB/T24499、GB/T37562—2019。

311

..

功率波动适应性powerfluctuationadaptability

电解水制氢系统在制造商允许的最大功率和最小功率范围内对由于输入功率变化引起的稳态动

,、

态加载减载性能变化的适应能力

(/)。

312

..

额定工况ratedoperatingcondition

电解水制氢系统在制造商规定的额定压力额定温度和额定电流下的运行状态

、。

313

..

冷待机状态coldsteadystate

电解水制氢系统的电源转换单元电解槽气液分离系统等主工艺设备在没有任何电能输入下的

、、

状态

。

注电解液温度与环境温度一致仪表阀门泵处于通电状态控制和安全相关辅助设施处于运行状态制氢系统

:,、、,,

已完成启动前的准备工作启动前的准备工作包括置换吹扫补水碱液纯水循环仪表预热等

。、、、/、。

1

GB/T46104—2025

314

..

热待机状态hotsteadystate

电解水制氢系统的电解槽温度在制造商给定的工作温度范围内电解槽输入电流为零且可随时输

,

入电流再次启动的状态

。

315

..

冷启动coldstart

电解水制氢系统从冷待机状态直接通电的启动

。

316

..

热启动hotstart

电解水制氢系统从热待机状态直接通电的启动

。

317

..

冷启动时间coldstarttime

电解水制氢系统从冷待机状态达到某一指定状态的时间

。

注根据测试需要本文件给出了冷启动至额定电流时间冷启动至额定工况时间冷启动至气体纯度合格时间的

:,、、

指标定义和测试方法

。

318

..

热启动时间hotstarttime

电解水制氢系统从热待机状态达到某一指定状态的时间

。

注根据测试需要本文件给出了热启动至额定电流时间热启动至额定工况时间热启动至气体纯度合格时间的

:,、、

指标定义和测试方法

。

319

..

热中性电压thermoneutralvoltage

实现电化学反应可持续热平衡操作不产生废热不对外吸收热的最小电压

(,)。

3110

..

电压效率voltageefficiency

电解槽在某一运行工况下的热中性电压与电解槽的平均小室电压之比

。

3111

..

电流密度currentdensity

单位电极活性面积上通过的电流

。

来源

[:GB/T20042.1—2017,3.2.14]

3112

..

产氢量hydrogenyield

采用某一方法直接测量或计算得到的电解水制氢系统在单位时间内产生的氢气体积

。

注根据测试需要本文件给出了标称产氢量和实测产氢量的指标定义和测试方法假设电流效率为通过

:,。100%,

测量电解槽输入电流换算得到标称产氢量主要用于区分电解槽的规格和产氢能力大小因电解水制氢系统

,。

的真实电流效率很难达到真实产氢量采用实测值

100%,。

3113

..

电解槽单位直流电耗unitDCpowerconsumptionofstack

电解水制氢系统稳定运行在某一工况下生产标准状态下3氢气电解槽所消耗的电量

,1m。

注根据测试需要本文件给出了电解槽标称单位直流电耗和实测单位直流电耗的指标定义和测试方法采用电

:,。

流换算法所得的为电解槽标称单位直流电耗采用实测产氢量计算所得的为电解槽单位实测直流电耗

。。

3114

..

电源转换效率transferefficiencyofpowersupply

电源转换单元输出的直流电能与输入电能之比

。

2

GB/T46104—2025

3115

..

电源直流输出电流控制精度currentcontrolprecisionofDCoutputofpowersupply

直流电流控制模式下电源转换单元直流输出端的实际输出电流值与设定值之间的偏差绝对值

,()

与电流设定值的比值

。

3116

..

电流效率currentefficiency

电解槽内发生有效电化学反应的电流与电解槽输入电流之比

。

3117

..

辅助设施单位电耗unitpowerconsumptionofauxiliaryfacilities

电解水制氢系统稳定运行在某一工况下生产标准状态下3氢气辅助设施所消耗的电量

,1m。

注采用实测产氢量进行计算辅助设施的电耗一般包括循环泵电耗补水泵电耗气体纯化系统电耗控制系统

:。、、、

电耗等

。

3118

..

公用工程单位电耗unitpowerconsumptionofutilityfacilities

电解水制氢系统稳定运行在某一工况下生产标准状态下3氢气公用工程所消耗的电量

,1m。

注采用实测产氢量进行计算公用工程的电耗一般包括冷却储热给水水纯化仪表供气吹扫置换气等维持

:。、、、、、

电解水制氢系统运转的公用设施的电力消耗

。

3119

..

电解设施单位电耗unitpowerconsumptionofelectrolysisfacilities

电解水制氢系统稳定运行在某一工况下生产标准状态下3氢气电解设施所消耗的电量

,1m。

注采用实测产氢量进行计算电解设施的电耗一般包括电解槽直流电耗变压器变压损耗电源整流损耗铜排

:。、、、

或电缆输入损耗等用于电解的电力消耗

。

3120

..

制氢系统单位总电耗unittotalenergyconsumptionofhydrogenproductionsystem

电解水制氢系统稳定运行在某一工况下生产标准状态下3氢气制氢系统所消耗的总电量

,1m。

注采用实测产氢量进行计算根据公用工程用电的测量需要和实际情况本文件给出了包含和不包含公用工程

:。,

的制氢系统单位总电耗的指标定义和测试方法

。

3121

..

功率调节范围powerregulationrange

电解水制氢系统能够稳定运行的电解槽的最大功率和最小功率范围

。

注以电解槽输入功率与额定功率之比的形式表示

:。

3122

..

准确度等级accuracyclass

在规定工作条件下符合规定的计量要求使测量误差或仪器不确定度保持在规定极限内的测量仪

,,

器或测量系统的等别或级别

。

来源

[:JJF1001—2011,7.26]

3123

..

最大允许误差maximumpermissibleerrors

对给定的测量测量仪器或测量系统由规范或规程所允许的相对于已知参考量值的测量误差的

、,,

极限值

。

来源

[:JJF1001—2011,7.27]

32符号

.

下列符号适用于本文件

。

3

GB/T46104—2025

符号定义单位

A电解槽的电极活性区面积2

sm

E热中性电压

thV

e辅助设施单位电耗3

akWh/m

e电解槽单位直流电耗3

elkWh/m

e电解槽标称单位直流电耗3

nkWh/m

e电解设施单位电耗3

rkWh/m

e制氢系统单位总电耗3

t1kWh/m

e公用工程单位电耗3

ukWh/m

F法拉第常数

C/mol

F实测产氢量3

pm/h

F试验开始时刻的氢气累积流量3

ps_H2m

F试验结束时刻的氢气累积流量3

pe_H2m

F试验开始时刻的水表的累积流量3

ps_H2Om

F试验结束时刻的水表的累积流量3

pe_H2Om

F试验开始时刻的氧气累积流量3

ps_O2m

F试验结束时刻的氧气累积流量3

pe_O2m

F标称产氢量3

nm/h

H电解水制氢反应的焓变

ΔJ/mol

I电源的直流输出设定电流

c