《氢燃料电池发电系统通用技术要求》编制说明

1《氢燃料电池发电系统通用技术要求》征求意见稿编制说明一、任务来源光储充检一体化充电站”即为“光伏+储能+充电+检测”，集成光伏发电、大容量储能电池、智能充电桩、检测等多项技术，其中光伏负责发电，充电桩负责充电，储能即是二者之间的桥梁。这个设计利用电池储能系统吸收低谷电，并在高峰时期支撑快充负荷，为电动汽车供给绿色电能，同时以光伏发电系统进行补充，实现电力削峰填谷等辅助服务功能，有效减少快充站的负荷峰谷差，可有效提高系统运行效率。它是新能源、储能、智能充电互相协调支撑的一种高科技绿色充电模式，也是国家大力推广电动汽车、充电桩市场扩大、储能被列入能源发展重大工程等背景下产生的一个新的商业模式。2022年我国充电基础设施数量达到520万台，同比增长近100％。充电基础设施是促进新能源汽车产业发展的重要保障，对促进我国交通领域清洁低碳转型具有重要意义。随着电动车辆充电需求功率不断增大，对系统输电和发电能力造成很大压力。近年来，为应对规模化的电动汽车充电发展过程的难题与挑战，在提倡绿色环保、节能减排，大力发展新能源的时代各种解决方案开始崭露头角。其中便包括“光储充检一体化充电站”。2020年，国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021～2035年）》明确指出，鼓励“光储充放”多功能综合一体站建设。2022年，各地政策陆续推出。1月、3月、5月国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》《“十四五”新型储能发展实施方案》《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》，提出要推进开展“光储充换”相结合的新型充换电场站试点示范，对推动新型储能规模化、产业化、市场化发展作出重要部署。在这个背景之下，全国各地快速崛起的光储充检一体化充电站应运而生，开展对充电站零碳的评价，合理促进光储充检一体化充电站的科学健康发展，光储充一体化充电站本身的光伏作用，是典型的新能源体系，充电站不仅仅是零碳建筑，更是负碳建筑，在目前全国都兴起的低碳评价工作，是响应国家双碳目标政策的举动，也是改变行业低碳转型的重要举措。为贯彻落实《“十四五”现代能源体系规划》《“十四五”新型储能发展实施方案》《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》等文件精神，开展光储充检一体化充电站零碳评价工作，推动行业绿色低碳发展，树立充电站优秀绿色标杆，促进光储充检相关供应链绿色低碳持续发展，制定《氢燃料电池发电系统通用技术要求》势在必行。2二、起草单位和主要工作成员及其所作工作1、起草单位本标准由中国国际科技促进会标准化工作委员会提出，由中国国际科技促进会归口。本标准由安徽明天氢能科技股份有限公司、东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司、中氢新能（深圳）新技术有限公司、新研氢能源科技有限公司、湖南隆深氢能科技有限公司、深圳市氢蓝时代动力科技有限公司、国鸿氢能科技（嘉兴）股份有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、深圳市氢雄燃料电池科技有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、北京通标华信标准技术服务有限公司共同起草。2、主要工作成员及其所作工作本文件主要起草人及工作职责见表1。表1主要起草人及工作职责起草人工作职责安徽明天氢能科技股份有限公司项目主编单位主编人员，负责标准制定的统筹规划与安排，标准内容和试验方案编制与确定，标准水平的把握及标准编制运行的组织协调。人员中包括了本项标准行业的专业技术人员、管理人员。北京通标华信标准技术服务有限公司标准化协调机构，负责协调标准制定过程中出现的各类问题，提供国外的技术信息等。东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司、中氢新能（深圳）新技术有限公司、新研氢能源科技有限公司、湖南隆深氢能科技有限公司、深圳市氢蓝时代动力科技有限公司、国鸿氢能科技（嘉兴）股份有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、深圳市氢雄燃料电池科技有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司实际生产单位、负责汇报企业专业生产数据、试验方法，参与标准编制。三、标准的编制原则标准起草小组在编制标准过程中，以国家、行业现有的标准为制订基础，结合我国目前的机械行业现状，按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定及相关要求编制。四、标准编制过程2023年12月11日，中国国际科技促进会正式批准《氢燃料电池发电系统通用技术要求》立项。2023年12月22日，《氢燃料电池发电系统通用技术要求》团体标准启动会正式召开，中国国际科技促进会标准化工作委员会质量强国工作组主持了本次会议召开，中国国际科技促进会相关领导出席会议，本次会议成立了编制组，编制组单位为安徽明天氢能科技股份有限公司、东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司、中氢新能（深圳）新技术有限公司、新研氢能源科技有限公司、湖南隆深氢能科技有限公司、深圳市氢蓝时代动力科技有限公司、国鸿氢能科技（嘉兴）股份有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、深圳市氢雄燃料电池科技有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、北京通标华信标准技术服务有限公对草案稿进行了讨论，编制组根据讨论会意见形成了征求意见稿。32024年2月2日，《氢燃料电池发电系统通用技术要求》团体标准申请开始征求意见。五、标准主要内容氢燃料电池发电系统通用技术要求本文件规定了氢燃料电池发电系统的术语和定义、技术要求、检测与测试、文档和标识、安全要求等。本文件适用于各类氢燃料电池发电系统，包括固定式、移动式和嵌入式系统，涵盖设计、制造、安装、运行和维护等各个阶段。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。GB191包装储运图示标志GB2894安全标志及其使用导则GB/T4025人机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器的编码规则GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件GB/T13306标牌GB/T15945电能质量电力系统频率偏差GB/T28816-2020燃料电池术语SJ37电子工业专用生产设备型号命名方法GJB1653电子和电气设备、附件及备件包装规范3术语和定义GB/T28816-2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。氢燃料电池发电系统Hydrogenfuelcellpowersystems采用氢气为燃料的燃料电池发电系统。氢燃料电池发电系统标称功率Nominalpowerofhydrogenfuelcellpowersystems氢燃料电池发电系统在标准（指定或规定）工况下的额定功率，单位为千瓦（kW）。氢燃料电池发电系统效率Efficiencyofhydrogenfuelcellpowersystems氢燃料电池发电系统将氢气转化为电能的能量转换效率，以百分比表示。4技术要求4.1设计与制造4.1.1机械结构4氢燃料电池发电系统的机械结构设计应符合相关机械强度和稳定性要求。特别是在考虑温度变化、氢气压力波动等因素时，机械结构应能够保持系统的完整性和可靠性。制造过程中应采用高质量的材料，确保耐腐蚀性和结构强度。4.1.2电气系统电气系统的设计应考虑电流和电压的稳定性，确保系统能够在各种负载条件下工作。制造过程中应采用先进的电气元件，提高系统的电气效率和稳定性。电气系统应具备过电流保护、短路保护等安全功能。4.1.3热管理系统热管理系统的设计应确保氢燃料电池发电系统能够在不同工作条件下保持适宜的温度。合理的热管理系统有助于提高电池效率和延长系统寿命。制造过程中应使用高效散热材料和先进的温度控制技术。4.2标称功率和效率4.2.1标称功率确定在设计阶段，制造商应根据系统的应用场景和用户需求明确标称功率。标称功率的确定应考虑到氢燃料电池发电系统在实际运行中的稳定性和可靠性，同时需满足国家相关标准的要求。4.2.2效率要求氢燃料电池发电系统的效率是衡量其性能的重要指标。效率的计算应包括氢气的电化学转化效率、燃料电池系统整体的能量转换效率等。制造商应确保系统的效率不低于42%，以提高能源利用效率。4.3安全性4.3.1氢气泄漏监测与报警系统系统应配备灵敏的氢气泄漏监测与报警系统，能够实时监测氢气浓度，并在发现异常时及时发出警报。监测系统应具备高精度和可靠性，以确保在氢气泄漏风险的情况下能够及时采取措施。4.3.2过载保护和紧急停机功能系统应具备过载保护功能，当负载超过额定值20%并连续运行10分钟后能够自动停机（一个规定的时间段后），符合GB/T5226.1的相关规定，以防止损坏关键元件。此外，系统应具备紧急停机功能，以应对突发情况，确保用户和设备的安全。4.4校准本标准规定的设备校准应使用可追溯到现行有效或参考的国家标准或基准。5检测与测试5.1标准工况测试5.1.1性能测试参数在标准工况下进行性能测试时，应详细测量氢燃料电池发电系统的关键参数。根据标准GB/T15945的规定，包括但不限于：a）电压：在不同负载下测定燃料电池的输出电压，以确保系统在各种工作负载下能够提供稳定的电能输出。5b）电流：测试系统在标准工况下的输出电流，以验证系统的电流稳定性和响应速度。c）功率：确定系统在标称功率下的实际输出功率，验证系统的功率匹配性能。d）温度：测试系统在不同负载下的工作温度，以评估热管理系统的性能。5.1.2测试方法采用GB/T4025中规定的测试方法进行标准工况测试。测试过程中应严格控制测试环境，包括温度、湿度、气压等因素，以确保测试结果的准确性和可重复性。5.1.3测试报告测试完成后，应制作详细的测试报告，报告中应注明测试依据GB/T4025标准进行，并在产品合格证书中注明相应测试的合格结果。耐久性测试5.2.1长时间运行测试耐久性测试旨在模拟氢燃料电池发电系统在长时间运行中的性能稳定性和耐久性。测试应参照GB/T4025、JJF(电子)0013中的规定，包括：a）持续运行测试：在系统标称功率下进行长时间的持续运行，以评估系统的长期稳定性。b）循环测试：模拟系统在不同负载和工作状态下的循环运行，以验证系统在变化的工作条件下的性能表现。注：在持续运行测试和循环测试过程中，可以适时采取性能恢复策略，该过程的时间不算在运行时间之内。c）测试时间：耐久性测试的时间应符合相关规定，不低于设计寿命的10%。d）性能衰减监测：在耐久性测试过程中，应定期监测系统关键参数的性能衰减情况，包括但不限于电压衰减、功率衰减等。e）测试报告：耐久性测试完成后，制作详细的测试报告，报告中应注明测试依据GB/T5226.1标准进行，根据耐久性测试情况进行耐久性评估，并在产品合格证书中注明相应测试的合格结果。6文档和标识6.1技术文档6.1.1制造商提供的技术文档制造商应提供详细的技术文档，包括但不限于产品设计图、使用手册、维护手册等。以上文档应以清晰、易懂的语言说明氢燃料电池发电系统的设计特点、工作原理、性能参数、安装要求和维护方法等。6.1.2技术参数的明示技术文档中应明确标注产品的主要技术参数，如标称功率、效率、工作温度范围、输入氢气质量流量等，以便用户了解产品性能。6.1.3安全使用注意事项技术文档应详细说明氢燃料电池发电系统的安全使用注意事项，包括但不限于氢气处理、设备安装、维护保养等，以确保用户能够正确、安全地操作系统，执行工作应当符合相关规定要求。6.2产品标识66.2.1显眼位置设置标识氢燃料电池发电系统应依照GB191、SJ37、GJB1653在显眼位置设置产品标识，包括但不限于制造商名称、产品型号、标称功率等信息。标识应使用耐候、耐腐蚀的材料，以确保长时间的可视性。6.2.2符合国家标准规定产品标识的设计和制作应符合GB/T13306、GB2894相关标准的规定，确保标识的格式、尺寸、颜色等方面满足标准要求。6.2.3标识内容完整标识中的内容应完整，确保用户能够迅速获取有关产品的基本信息。特别是标明产品型号、批次号、制造日期等信息，以便用户在使用、维护过程中能够准确识别产品。6.2.4符合国家法规：产品标识中的内容应符合国家法规的要求，确保标识的准确性和合法性，防止因标识不规范而引发的潜在问题。7安全要求针对本文件所规定氢燃料电池发电系统的安全要求，应当符合本规定表1及相关标准规定。表1氢燃料电池发电系统安全要求项目危险因素安全措施安全状况点检具体说明机械装置机械装置易碰伤和夹伤人员易造成夹伤部位应加装防护或者安全标志张贴安全标志控制设备发生漏电会造成人员触电伤害设备漏电保护开关电控箱内设有漏电保护开关电气系统必须接地电控系统可靠接地电气系统超载保护装设超载保护器如有必要，控制部分设有漏电保护开关机保险控制程序中无安