GBT 42847.3-2023 储能系统用可逆模式燃料电池模块 第3部分：电能储存系统性能测试方法（正式版）

储能系统用可逆模式燃料电池模块第3部分：电能储存系统性能测试方法2023-09-07发布IGB/T42847.3—2023/IE 12规范性引用文件 2 43.1术语与定义 43.2符号 74测量仪器和测量方法 84.1通则 84.2仪器的不确定度 84.3测量方案 84.4环境条件 94.5运行条件最大允许偏差 95系统参数 5.1通则 5.2电能储存容量 5.3额定输入电功率 5.4额定净输出电功率 5.5充放循环电效率 5.6系统响应(阶跃响应时间和斜率) 5.7最小切换时间 5.8静态损耗率 5.9热输入率 5.10回收的热输出功率 5.11噪声级 5.12总谐波畸变率 5.13排放水品质 6试验方法和规程 6.2电能储存容量试验 6.3额定输入电功率试验 6.4额定净输出电功率试验 6.5充放循环电效率试验 GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:20206.6其他系统性能试验 6.7组件性能试验 7试验报告 207.1通则 207.2报告项目 207.3被测系统数据说明 207.4试验条件描述 217.5试验数据描述 217.6不确定度评估 21参考文献 22ⅡⅢ本文件按照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》的规定起草。本文件是GB/T42847《储能系统用可逆模式燃料电池模块》的第3部分。GB/T42847已经发布——第2部分：可逆模式质子交换膜单池与电堆的性能测试方法；——第3部分：电能储存系统性能测试方法。本文件等同采用IEC62282-8-201:2020《燃料电池技术第8-201部分：采用可逆模式燃料电池模块的储能系统电能储存系统性能测试方法》。本文件做了下列最小限度的编辑性改动：——为与现有标准协调，标准名称修改为《储能系统用可逆模式燃料电池模块第3部分：电能储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。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC342)归口。研究中心有限责任公司、上海捷氢科技股份有限公司、北京亿华通科技股份有限公司、北京长征天民高科技有限公司、浙江高成绿能科技有限公司、海卓动力(青岛)能源科技有限公司、安徽明天氢能科技股电机有限公司、山东华全动力股份有限公司。GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020采用可逆模式的储能系统能有效利用多余电能，对于电力调控及可再生能源利用起到促进作用。GB/T42847重点关注基于电化学模块(燃料电池和电解池相结合，或可逆燃料电池)的储能系统的性GB/T42847旨在确立基于采用可逆模式燃料电池模块的储能系统的性能测试方法，拟由以下部——第1部分：可逆模式固体氧化物单池与电堆性能测试方法。目的在于给出固体氧化物单池与电堆在燃料电池模式、电解和/或可逆模式下性能试验的试验系统、仪器与测量方法及试验——第2部分：可逆模式质子交换膜单池与电堆性能测试方法。目的在于给出质子交换膜单池与电堆在燃料电池模式、电解和/或可逆模式下性能试验的试验系统、仪器与测量方法及试验——第3部分：电能储存系统性能测试方法。目的在于给出基于氢的电能储存系统的性能测试1储能系统用可逆模式燃料电池模块第3部分：电能储存系统性能测试方法本文件规定了基于氢的电能储存系统的典型性能评估方法。本文件适用于具备电解和发电功能的电化学反应装置。本文件适用于针对固定式(室内和室外)场景设计、应用和操作的系统。基于氢的电能储存系统，其概念性配置如图1和图2所示：图1为独立配备了一个电解池模块和一个燃料电池模块的系统；图2为配备一个可逆电池模块的系统。其必备组件包括电解池、氢储存器、燃料电池，或可逆电池、氧储存器和综合管理系统(可包括压力管理)。其可选组件包括蓄电池、氧储存器、热管理系统(可包括储热器)和水管理系统(可包括水箱)。其性能试验在图示粗实线正方形(系统边界)外部范围进行。本文件旨在用于系统制造商与客户之间在商业行为中的数据交换。本文件的用户可根据其目空气系统边界氧储存器热管理系统热电力电解池(电解槽)氢储存器燃料电池电力水管理系统氢气综合管理系统水图1基于氢的电能储存系统配置——电解池和燃料电池型2气气氧储存器氢储存器氢气可逆电池水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IEC61427-1可再生能源储存用二次电池和蓄电池组一般要求和试验方法第1部分：光伏离网应用(Secondarycellsandbatteriesforrenewableenergystorage—Generalrequirementsandmethodsoftest—Part1:Photovoltaicoff-gridapplication)IEC61427-2可再生能源储存用二次电池和蓄电池组一般要求和试验方法第2部分：并网应用(Secondarycellsandbatteriesforrenewableenergystorage—Generalrequirementsandmethodsoftest—Part2:On-gridapplications)IEC62282-3-200燃料电池技术第3-200部分：固定式燃料电池发电系统性能试验方法(Fuelcelltechnologies—Part3-200:Stationaryfuelcellpowersystems—Performancetestmethods)IEC62282-3-201燃料电池技术第3-201部分：固定式燃料电池发电系统小型燃料电池发电ancetestmethodsforsmallfuelcellpowersystems)注：GB/T27748.4—2017固定式燃料电池发电系统第4部分：小型燃料电池发电系统性能试验方法(IEC62282-3-201:2017,IDT)IEC62282-8-101燃料电池技术第8-101部分：采用可逆模式燃料电池模块的储能系统第8-101部分：可逆操作固体氧化物单池与电堆的性能测试方法(Fuelcelltechnologies—Part8-101:Energystoragesystemsusingfuelcellmodulesinreversemode—Solidoxidesinglecellandstackper-formanceincludingreversibleoperation)3IEC62282-8-102燃料电池技术第8-102部分：采用可逆模式燃料电池模块的储能系统第8-102部分：可逆操作质子交换膜单池与电堆的性能测试方法(Fuelcelltechnologies—Part8-102:Energystoragesystemsusingfuelcellmodulesinreversemode—TestproceduresforPEMsinglecellandstackperformanceincludingreversibleoperation)注：GB/T42847.2—2023储能系统用可逆模式燃料电池模块第2部分：可逆模式质子交换膜单池与电堆性能测试方法(IEC62282-8-102:2019,IDT)IEC62933-2-1:2017电能储存(EES)系统第2-1部分：单元参数及试验方法通用技术规范[Electricalenergystorage(EES)systems—Part2-1:Unitparametersandtestingmethods—Generalspecification]ISO/IECGuide98-3不确定度测量第3部分：测量不确定度的表示指南[Uncertainlyofmeas-urement—Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)]注：GB/T27418—2017测量不确定度评定和表示(ISO/IECGuide98-3:2008,MOD)(Acoustics—Determinationofsoundpowerlevelsandsoundenergylevelsofnoisesourcesusingsoundpressure—Surveymethodusinganenvelopingmeasurementsurfaceoverareflectingplane)注：GB/T3768—2017声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级采用反射面上方包络测量面的简易法(ISO3746:2010,IDT)potablewaterandhotwater—Part1:Metrologicalandtechnicalrequirements)注：GB/T778.1—2018饮用冷水水表和热水水表第1部分：计量要求和技术要求(ISO4064-1:2014,IDT)ISO4064-2饮用冷水水表和热水水表第2部分：试验方法(Watermetersforcoldpotablewaterandhotwater—Part2:Testmethods)注：GB/T778.2—2018饮用冷水水表和热水水表第2部分：试验方法(ISO4064-2:2014,IDT)ISO7888水质电导率测定(Waterquality—Determinationofelectricalconductivity)ISO9614-1声学声强法测定噪声源的声功率级第1部分：离散点测量法(Acoustics—Deter-minationofsoundpowerlevelsofnoisesourcesusingsoundintensity—Part1:Measurementatdiscretepoints)注：GB/T16404—1996声学声强法测定噪声源的声功率级第1部分：离散点的测量(ISO9614-1:1993,IDT)ISO11204声学机器和设备发射的噪音应用精确环境修正在工作位置和其他指定位置的发射声压级测量(Acoustics—Noiseemittedbymachineryandequipment—Determinationofemission-soundpressurelevelsataworkstationandatotherspecifiedpositionsapplyingaccurateenvironmentalcorrections)注：GB/T17248.5—2018声学机器和设备发射的噪声采用准确环境修正测定工作位置和其他指定位置的发ISO16111可运输的气体储存装置可逆金属氢化物中的氢吸收(Transportablegasstoragede-vices—Hydrogenabsorbedinreversiblemetalhydride)1:Generalrequirements)ISO19882气态氢氢能汽车压缩燃料容器用热激活减压装置(Gaseoushydrogen—Thermallyactivatedpressurereliefdevicesforcompressedhydrogenvehiclefuelcontainers)ISO19884气态氢固定储存用气瓶和管道(Gaseoushydrogen—Cylindersandtubesforsta-tionarystorage)4usingwaterelectrolysisprocess-Part1:Industrialandcommercialapplications)ISO22734-2基于水电解工艺的氢气发生器第2部分：住宅应用(Hydrogengeneratorsusingwaterelectrolysisprocess-Part2;Residentialapplications)3.1术语和定义电能储存器electricenergystorage;EES可储存电能或以电能与其他形式的能源相互转换的方式实现能量储存的装置。电能储存系统electricenergystoragesystem;EESsystem以某种方式储存能量并将电能注入电力系统，其中包括土建工程、能量转换设备及相关辅助设备。基于氢的电能储存系统EESsystemusinghydrogen包括了至少一个使用氢的电能储存器(EES)的电能储存系统(EESsystem),其目的是从电力系统具有充电、放电功能的储电装置。电解槽通过电解反应将水/水蒸气转化为氢气和氧气的电化学装置。关系。5GB/T42847.3—2023/IEC62282-热管理系统heatmanagementsystem基于氢的电能储存系统的子系统，用于控制该系统和连接点(如适用)的热量储存和流动。注：一般情况下，热量是在各种系统设备之间利用的。相互热利用的一个例子是燃料电池放热反应的热被输送到电解电池，特别是固体氧化物电解电池的内热消耗。基于氢的电能储存系统的组成部件，用于储存水/水蒸气电解产生的氢或供应给系统的氢。化物等。极限运行条件limitoperatingconditions系统能够正常和安全运行的条件范围。注：极限运行条件由系统制造商根据系统特性推荐。基于氢的电能储存系统输出可供用户使用的电能，不包括系统内部和外部的电能损耗。注1:系统内部和外部的电能损耗通常是设备运行和连接产生的电能损失。注2:净输出电能是各连接点的电能输出与输入的差值。净电功率netelectricpower电能储存系统输出的可供外部使用的功率。注：净输出电功率是各连接点的输出功率与输入功率的差值。运行条件operatingconditions运行状态operatingstate被测试系统(特别指明包含其每个设备)在规定条件下运行的状态。综合管理系统overallmanagementsystem信息，实现对基于氢的电能储存系统的监控。注1:综合管理系统还包括用于硬件和软件，以及具有外部链接数据接口的信息传输介质，以实现信息在基于氢的电能储存系统的组件/子系统之间传输。注2:一般情况下，控制子系统连接到主连接点(仅用于数据交换),由通信子系统和防护子系统组成。注3:防护子系统包括一个或多个防护设备、仪表变压器、传感器、线路、跳闸电路、辅助电源。根据防护系统的原理，它包括受保护部分的一个或全部终端，可能还包括自动重合闸设备。氧储存器oxygenstorage基于氢的电能储存系统的组件，用于储存由系统中水/水蒸气电解产生的(或供应的)氧。注：根据需要装备氧储存器。6GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020连接点pointofconnection;POC基于氢的电能储存系统连接到系统外部的供应/提取点。静态quiescentstate电能储存系统部分或完全充电，且储存的能量不会发生主动发电的运行状态。静态损耗率quiescentstatelossrate静止状态下，电能储存系统的能量损耗率和能量消耗率之和。额定运行条件ratedoperatingconditions适用于设备和/或系统标准运行的条件。额定输入条件ratedinputconditions制造商规定的条件，在该条件下，被测试系统在连接点需求电力输入。额定输出条件ratedoutputconditions制造商指定的条件，在该条件下，被测试系统在连接点提供电力输出。额定试验条件ratedtestconditions被测试系统运行时的规定边界条件。可逆电池reversiblecell可选择性作为燃料电池或电解池运行的电化学装置。充放循环电效率roundtripelectricalefficiency在规定的运行条件下，电能储存系统一个标准电解/发电周期内，在主连接点(POC)上测得的输出电能除以在所有连接点(主要和辅助)上测得的输入电能。运行历史operationhistory系统运行条件的记录。基于氢的电能储存系统电解状态与发电状态之间切换所需要的时间。7GB/T42847.3—2023/IEC62282-被测系统与评价目标相一致的状态。注：具体指被测系统设备的规定运行状态。被测系统testedsystem由其与环境边界定义的、符合评价的系统。水管理系统watermanagementsystem基于氢的电能储存系统中用于控制水和/或水蒸气在系统中流动的子系统。下列符号适用于本文件。表1给出了本文件中使用的符号及其含义，以及相应的单位。符号定义单位公式k包含因子n发电完成前的测量次数见公式(3)连接点的有功功率W见公式(2)静态损耗率W见公式(5)Pat净输出电功率W见公式(3)斜率W/s见公式(2)处于静止状态的系统接收到设定值的时间见公式(1)设定值为负值时，连接点有功功率小于90%;设定值为正值时，连接点有功功率大于10%见公式(2)连接点的有功功率为负值时小于10%,为正值时大于90%见公式(2)连接点有功功率达到设定值2%以内的时间见公式(1)自放电测量时间h见公式(5)t切换时间st阶跃响应时间S见公式(1)Wa电能储存容量W·h见公式(3)W输入电能W·h见公式(4)及公式(5)We净输出电能W·h见公式(3)测量的取样时间h见公式(3)充放循环电效率%见公式(4)84测量仪器和测量方法4.1通则应在被测系统的特性试验之前先确定其组件配置以及其与环境的边界条件。需要注意明确定义被测系统。应明确被测试系统包括的组件和所有连接点(POC)的测试环境条件。其中连接点包含电力、热、水、氢气和氧气/空气的输入/输出。应明确所有连接点的边界条件。应明确系统的试验状态。系统的试验状态是指在测试时，与系统或其某个组件的最大能力相比较的运行水平。应定义测试的运行条件。它们应由系统制造商和用户商定。应注意系统的运行历史和实际运行时间影响对系统性能值的评价。应在试验进行期间记录运行时间，包括电输入时间、电输出时间、输入-输出静止期及其组合方式。此外，还应报告测试前系统的历史运行时间。4.2仪器的不确定度每台测量仪器在校准时得到的扩展不确定度(包含因子k度应满足下列要求：——功率：读数的士2%;=2)或根据仪器类别估计的扩展不确定——环境湿度：±1%(绝对)。应使用满足上述要求，并符合ISO/IEC98-3指南规定的仪表。应明确组件的配置、被测系统与环境的边界条件和试验状态。试验状态应评估其用途和使用方法。此外，宜根据图3所示分析电解、储存和发电的测试阶段。被测系统的额定和极限运行条件由系统制造商和用户确认。每个组件的额定和极限运行条件应根据其制造商的技术参数确定。应规划测试的顺序。应评估一些组件的某些特性与其他组件的条件和/或条件设置的关联性。例如，氢储存器容量的运行状态与电解池的运行条件设置有关。此外，还应关注在测试过程中，某些特性可能发生较大变化。例如，在电解阶段，电力输入可能会发生变化。应明确定义试验状态，并识别测试期间的性能变化。对于测试方法和仪器设置，应检查和报告仪器的不确定度和允许偏差。应遵循有关规定。执行测量之前所需的步骤见表2。确认系统在试验状态下运行后，进行试验系统的性能测量。9运行时间图3系统运行期间的典型阶段顺序表2执行测量前需要的步骤步骤要求备注1注意系统组件的配置2定义系统边界应确定环境条件3注意系统的初始运行状态应报告系统运行历史4确认系统的额定和极限运行条件系统的额定和极限运行条件应由系统制造商和用户确认5定义要执行的测试应评估系统组件之间的相互作用6确定测试方法与仪器应检查并报告仪器的不确定度和允许偏差应采取安全措施7执行测试参考环境条件应符合IEC62933-2-1:2017中所述的正常环境条件。空气温度、相对湿度和压力应作为环境条件进行测量。如有需要，应记录补充项目。在室外安装的当系统预计在与参考环境条件不同的条件下使用时，系统制造商和用户之间有必要达成协议。在这种情况下，应由系统制造商和用户协商测试所需的适当环境条件。如有需要，系统还可在最极端的环境条件下进行测试。在这种情况下，系统制造商应提供最极端的环境条件。4.5运行条件最大允许偏差测试系统中各运行参数的允许偏差应在以下范围内：——功率：±5%(相对于设定值);GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:20205系统参数5.1通则为确保基于氢的电能储存系统的能力和性能，以下参数应指定为通用基本参数：——电能储存容量；——额定输入电功率；——额定净输出电功率；——充放循环电效率。-系统响应(阶跃响应时间和斜率);——最小切换时间；——静态损耗率；——热功率输人和输出；——噪声级；——总谐波畸变率；—排放水品质；——电解池性能；——氢储存器性能；——燃料电池性能；——水管理系统性能；——蓄电池性能；——氧储存器性能。电能储存容量是指在4.4中规定的参考环境条件下，系统连接点处可提取的电能。电能储存容量的评估应包含电能损耗。电能储存容量是指在额定输出条件下，系统从完全电解状态到完全发电状态所释放的电能。额定输出条件包括净电功率、热、水和氧气/空气的输入和输出速率等条件。额定输出条件应由系统制造商和用户商定。系统可包含除电和氢气之外的多种其他类型能源储存，如热和氧气。在这些情况下，建议分别报告与储能有关组件的各项属性，增加到系统的电能储存容量。5.3额定输入电功率额定输人电功率是在4.4中规定的参考环境条件下，被测系统连接点在规定时间内能够输入的功率值。同时应规定额定输入功率的持续时间。额定电力输入功率和适用的输入持续时间，以及热、水和氧气/空气的输入和输出速率等条件，应由系统制造商和用户商定。当系统中有多个电力输入连接点时，额定输人功率是由各连接点上的电力输入同步测量值的总和计算得到。通常，它包含电解池或可逆电池、电池和其他电动组件的电力输入。5.4额定净输出电功率额定净输出电功率是在4.4中规定的参考环境条件下，被测系统连接点在规定时间内能够提供的净功率值。同时应规定额定输出功率的持续时间。额定净输出电功率和适用的输出持续时间，以及热、水和氧气/空气的输入和输出速率等条件，应由系统制造商和用户商定。GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020当系统中有多个电力连接点时，额定净输出电功率是由所有连接点处测量的电功率输出和输入之差值计算得到。通常，它包含燃料电池或可逆电池和蓄电池的电力供应。5.5充放循环电效率充放循环电效率(ηa)是指在一个电解/发电周期内，系统的净输出电能(Wa.ou)与输入电能(Wa.m)的比率。该周期在测量开始和结束时具有同等的储能水平。定义电输人和输出的边界条件。定义试验状态。确定测试的操作条件，包括净电力、热、水和氧气/空气的输入和输出速率等条件，以及电能和电能以外的能量的储存水平。它们由系统制造商和用户商定。这些项目应与测试结果一起报告。基于指定的净电力、热、水和氧气/空气的输入和输出速率等条件，在一个电解/发电周期内针对指定的能量储存水平，测量充放循环电效率。在电解/发电周期结束时，被测试的电能储存系统的电量值及运行条件应与电解/发电循环前相同。其他非电力能源相关的组件的运行条件及参考环境条件。5.6系统响应(阶跃响应时间和斜率)5.6.1阶跃响应时间系统的阶跃响应时间是指从系统在静止状态接收到设定值的时刻t₀,到连接点的有功功率到达设定值(±2%以内)的时刻t₃,之间的时间间隔，如图4所示。t。的详细定义应由系统制造商和用户商定。阶跃响应时间定义的参考设定值是额定输人/输出功率。t=t₃-t₀………tx——阶跃响应时间，单位为秒(s);t₀——处于静止状态的系统接收到设定值的时间；t₃——连接点有功功率达到设定值(在±2%以内)的时间。图4电能储存系统的阶跃响应时间和斜率GB/T42847.3—2023/IEC62282-注：此图取自IECb)正斜率62933-2-1:2017,图5;有修改。图4电能储存系统的阶跃响应时间和斜率(续)系统的斜率为t₂与t₁之间单位时间内有功功率的平均变化率，如图4中a)为负斜率，图4中b)为正斜率。在负(正)状态下，t;是连接点的有功功率小于90%(高于10%)设定值的时间，t₂是连接点有功功率小于10%(高于90%)设置值的时间。斜率定义的参考设置点是额定输入和输出功率。如果在模式改变过程中存在非线性特性或瞬态行为等情况，例如电解—发电—电解，斜率的定义应由系统制造式中：t₁连接点有功功率小于设定值的90%(负斜率)或大于10%(正斜率)的时刻；t?连接点有功功率小于设定值的10%(负斜率)或大于90%(正斜率)的时间；P(t₁)——连接点在t₁时刻的有功功率；P₄(t₂)——连接点在t₂时刻的有功功率。5.7最小切换时间最小切换时间是将被测试系统的运行条件从指定的电解阶段切换到指定的发电阶段所需的最少时间，反之亦然。具体包括从指定的电解或发电阶段到开路电压(OCV)阶段、气体管道的净化(如适用)、辅助元件的设置(如适用)以及进入相反规定的运行阶段所需的时间。由电解到发电阶段的切换时间和由发电到电解阶段的切换时间可能不同，应报告这两个数值。测试的电解和发电阶段(例如，输入和输出功率标称值的80%)应由系统制造商和用户商定。5.8静态损耗率电能储存系统的静态损耗率是静态下电能储存系统的能量损耗率和能量消耗率的总和，通常介于电解和发电运行之间的阶段。静态损耗率的测量时间应在1h、1d、1周或系统制造商与用户约定的时间中选择。系统边界内任何辅助运行的能量消耗均应包括在内。热输入率是被测系统在运行过程中不同阶段(电解、储存、发电)吸收的热功率。输入的热量在连接当系统中有多个热输入连接点时，热输入率由所有连接点上热输入率同步测量值的总和计算得到。5.10回收的热输出功率回收的热输出功率是被测系统在运行过程中不同阶段(电解、储存、发电)回收的可用的热输出功率。回收的热输出在连接点通过传热流体(通常是水)进行耗散。回收的热输出功率不包括废热损5.11噪声级噪声级是指包括电能储存系统中所有噪声源的总声压级，应在额定运行状态和/或系统制造商与用户商定的状态下进行测量。5.12总谐波畸变率总谐波畸变率是指电能储存系统的总体谐波畸变率，应在额定运行状态和/或系统制造商与用户商定的状态下进行测量。电能储存系统的所有排放水源都在此范围内。排放水的品质应在额定运行状态和/或系统制造商与用户商定的状态下进行测量。6试验方法和规程6.1通则根据性能测试的目的，应有选择地报告第5章中描述的系统参数和组件性能。5.2～5.5中列出的参数是基于氢的电能储存系统的主要性能指标，在额定试验条件下或在极限操作条件范围的其他操作条件下测量。这些测试条件应由系统制造商与用户商定。第5章中列出的其他参数是电能储存系统的次要性能指标。应基于系统制造商和用户商定结果，采用4.4中规定的测试条件。如有适用的电能转换设备和电能储存器的性能试验标准，应遵照执行。6.2电能储存容量试验电能储存容量试验应在4.4中规定的参考环境、额定输人和输出等条件下进行。如有需要，试验还可在与额定条件不同的附加运行条件下进行。电能储存容量应以额定输出条件下放出的电能和系统从完全电解状态开始的输出持续时间来评估。被测系统的输出功率值应在连接点处，酌情使用校准过的功率表或校准过的电压表与电流表组合来测得。测量应按照a)～c)连续三个步骤进行，电能储存容量应按照公式(3)进行计算。a)被测系统应按照系统规格和操作说明发电至规定的最低电能储存水平。b)被测系统应按照系统规格和使用说明，在额定输入条件下电解至规定的最高电能储存水平。GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020c)被测系统应按照系统规格和使用说明，在额定输出条件下发电规定的最低电能储存水平，应测量并记录一段时间内的净输出电功率。随后，使用公式(3)计算净输出电能。电能储存容量(Wa)定义为本次试验期间的净输出电能(Wdcu)。……………式中：Wa——被测系统的电能储存能力，单位为瓦时(W·h);Wa——连接点(POC)处净发电量计算值，单位为瓦时(W·h);Pe(t₁)——时刻t,在连接点(POC)处测得的净输出电功率，单位为瓦(W);n--发电完成前的测量次数。还应报告额定的输人和输出运行条件。如果单独报告电能储存器组件的储能容量，应符合下列验方法； 电池及类似组件的电力储存容量：IEC61427-1和IEC61427-2中的性能试验方法。对于没有合适的能量储存容量评估试验标准的元件，应报告所采用的试验方法和条件。6.3额定输入电功率试验应进行系统额定输入电功率试验，以确认连接点在规定时间内可向系统恒定输人的额定电功率。本试验应按照电能储存容量试验(6.2)中如下规程进行。应确认被测系统连接点在规定的时间内能够输入(或电解)设定的电功率。本试验以系统额定输入电功率作为设定的电功率值。在6.2电能储存容量试验步骤b)中，被测系统使用额定电功率作为设定电功率输人。应测量输入电功率和电解时间。输入电功率和电解持续时间的测量值应与规定的参数进行比较并报告。应测量并报告维持额定功率的持续时间。还应报告额定输人运行条件。对于输入电功率的测量应采用如下试验方法：电解池采用ISO22734-1或ISO22734-2,燃料电池采用IEC62282-3-200,可逆电池采用IEC62282-8-101或IEC62282-8-102。6.4额定净输出电功率试验应进行系统额定净输出电功率试验，以确认连接点在规定时间内系统可恒定净输出的额定电功率。本试验应按照电能储存容量试验(6.2)中如下规程进行。应确认被测系统连接点在规定的时间内能够输出设定的净电功率。本试验以系统的额定净输出电功率作为设定的电功率值。在6.2电能储存容量试验步骤c)中，被测系统使用额定净输出电功率作为设定电功率输出。应测量并报告净输出电功率和发电时间。净输出电功率和发电持续时间的测量值应与规定的参数进行比较。应测量并报告维持额定点功率的时间。还应报告额定输出条件。6.5充放循环电效率试验应进行充放循环电效率试验，以确认在确定的运行条件和参考环境条件下，相对于前一次电解和发电期间系统输入的电能总量，被测系统能够提供的净输出电能总量。本试验应采用电能储存容量试验在特定的操作条件下的一组测量，本试验至少要进行两次。进行电能储存容量试验时，应测量并计算净输出电能Wa6.2b)]。和净输出电能类似，输入电能应根据采用式(3)确定。42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020(见6.2c)]和输入的电功率Wa.n[见充放循环电效率计算如式(4)所示。式中：7a——充放循环电效率；为电能损耗；W.——连接点处测得的输入电能，单位为瓦时(W·h)。充放循环电效率应如表3所示报告。如果超出最低要求的两个循环进行了额外测试，应在表3中增加一行。应根据每个测量值计算平均值，并根据平均值报告充放循环电效率。表3充放循环电效率的文件格式示例电能储存器起始状态电功率输入/W·h输入电能电能储存器电解状态输出电功率净电能输出/W·h电能储存器终止状态充放电效率Test1XXXXXXXXTest2XXXXXXXXAverageXXXXXXXX·对于一次充放电循环的测量，起始和终止(发电)状态具有相同的储能水平。起始状态和终止状态的值通常为0%,电解状态的值通常为100%。6.6其他系统性能试验6.6.1系统响应试验，阶跃响应时间和斜率确认系统在试验状态下运行后，测量系统响应。性能评估试验应按照以下适用于电能储存系统响应的标准进行。以下典型的评估规程参照IEC62933-2-1:2017制定。步骤如下所示。电能储存系统应根据额定输入/输出功率的设定值吸收或提供有功功率。连接点的设定值和输入/输出功率应由数据采集系统按照适当的时间分辨率定时记录。阶跃响应时间t.应采用公式(1)计算。斜率应采用公式(2)进行计算。a)电能储存系统应电解或发电至可用能量50%的状态或系统制造商和用户商定的容量值。b)输入或输出电功率的设定值应调整为零。应保持该设定值，直至输入或输出功率达到对应额定值的士2%范围内。c)电功率输入设定值应调整为额定输入电功率。应保持该设定值，直至连接点的输入有功功率达到额定值的士2%范围内。该步骤的阶跃响应时间和斜率应分别报告为t和dP/dt₁。d)电功率输入设定值应调整为零。应保持该设定值，直至连接点处的输入有功功率达到额定值的士2%范围内。该步骤的阶跃响应时间和斜率应分别报告为t和dP/dt₂。e)电能储存系统应发电至可用能量50%的状态或系统制造商和用户商定的容量值。f)电功率输出设定值应调整为额定输出功率。应保持设定值，直至连接点的输出有功功率达到GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020额定值的±2%范围内。该步骤的阶跃响应时间和斜率应分别报告为t和dP/dt₃。g)电功率输出设定值应调整为零。应保持设定值，直至连接点的输出有功功率达到额定值的士2%范围内。该步骤的阶跃响应时间和斜率应分别报告为t和dP/dt₄表示。图5给出了从步骤b)到步骤g)所列出的过程，省略了步骤a)。注：此图来源于IEC62933-2-1:2017的图7,有修改。图5阶跃响应测试确认系统在试验状态下运行后，测量最小切换时间。应采用如下所示的电能储存系统切换时间的典型试验规程(见图6)。a)测试所用的指定电解与发电功率水平和指定的能量容量水平由系统制造商和用户商定。b)被测系统应电解或发电至规定的容量值。c)应保持连接点的电解或发电功率水平，直至其达到设定值的±2%范围内(见图4)。d)应分别测量并记录从电解阶段到发电阶段和从发电阶段到电解阶段的最小切换时间。从电解阶段到发电阶段的最小切换时间t和从发电阶段到电解阶段的最小切换时间t如图6GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020图6最小切换时间试验6.6.3静态损耗率试验确认系统在试验状态下运行后，测量静态损耗率。应采用如下所示的电力系统静态损耗率的典型试验规程。注：本试验类似于电能储存系统的IEC62933-2-1:2017自放电试验。a)电能储存系统应电解/发电至额定容量的100%状态或系统制造商和用户商定的储能值。b)在试验期间，系统应保持静态。试验周期应从1h、1d、1周或系统制造商与用户商定的时间中选择。c)在试验期间，系统输入的电能应在连接点处进行测量。d)试验周期结束后，系统应电解至初始储能水平，应在连接点处测量输入电能。e)静态损耗率应根据公式(5),使用c)和d)测得的输入电能之和进行评估。与净输出电能类似，再电解的输入电能使用公式(3)确定。式中：Pn——静态损耗率，单位为瓦(W);W.——步骤c)自放电和d)再电解输入的电能之和，单位为瓦时(W·h);tiss——自放电的试验时间，单位为小时(h)。6.6.4热输入率试验本试验仅适用于配备有热输入连接点、采用传热流体的电能储存系统。系统的热输入率试验应采用6.2中的电能储存容量测量试验规程和6.6.3中的静态损耗率试验规程进行。热输入率可采用如IEC62282-3-200中给出的外部热输人测量方法确定。不同阶段的热输入率应分别确定并报告，电解阶段使用6.2b)中的规程，发电阶段使用6.2c)中的规程，储存阶段使用6.6.3中的规程。如在其中一个阶段没有发生热量输入，则可省略该阶段的测试。如可能，热输入率的测量值应与规定的值进行比较。还应准确报告测试运行条件，包括热流体入口和出口的温度水平以及热流体流量。如果采用其他适用的热输入率试验方法，应报告试验方法和试验条件。6.6.5回收的热输出功率试验本试验仅适用于配备了用于回收的热输出的连接点、采用传热流体的电能储存系统。系统的回收的热输出率试验应采用6.2中的电能蓄能量测量试验规程和6.6.3中的静态损耗率试验规程进行。回收的热输出率可采用如IEC62282-3-200给出的回收的热输出功率的测量方法测定。不同阶段的回收的热输出功率应分别测定并报告，电解阶段采用6.2b)中的规程，发电阶段采用6.2c)中的规程，储存阶段采用6.6.3中的规程。如果在其中一个阶段没有发生回收热输出，则可省略相应的测试。应将回收的热输出功率的测量值与规定值进行比较。还应准确报告测试运行条件，包括热流体入口和出口的温度水平以及热流体流量。如果采用其他适用的回收热输出率试验方法，应报告试验方法和试验条件。确认系统在试验状态下运行后，测量噪声级。应符合ISO3746、ISO9614-1和ISO11204中的噪声级性能评估测试标准。对于连接到交流电网的电能储存系统，应测量和报告总谐波畸变率。测量指南参考IEC61000-4-76.6.8排放水品质试验确认系统在试验状态下运行并进行预期的排水后，测量排放水品质。任何适当的水质评价方法均6.7组件性能试验除了6.6中描述的试验之外，在电解模式下测量电解池或可逆电池模块的产氢率、电功率和水消耗量。被测系统中的电解池或可逆电池模块的边界应由系统制造商和客户商定。以下相应的性能评估方法均适用：产氢率和电功率符合ISO22734-1或ISO22734-2,单池和电堆的电功率符合IEC62282-8-在电解模式下，测量电解池或可逆电池模块的吹扫气体消耗作为可选性能评估试验，并符合IEC62282-3-200中的性能评估方法。测量应在试验状态和额定运行条件下进行，使用表4中的引用标准。对于没有合适的性能评估试验标准的电解池，应报告所采用由制造商推荐的试验方法和试验条件。表4电解模式下电解池或可逆电池模块测量的附加参数参数定义引用标准产氢速率电解制氢速率(kg/h)GB/T42847.3—2023/IEC62282-表4电解模式下电解池或可逆电池模块测量的附加参数(续)参数定义引用标准电功率输人电功率(W)用于单池和电堆IEC62282-8-101IEC62282-8-102水消耗水消耗率(kg/h)IEC62282-3-200气体吹扫消耗供应的惰性气体或稀释气体的总量(L/min)注：水消耗包括电解池电解和其他可能的需要(如冷却水)。除6.6所述的试验外，测量储氢组件在试验状态和额定运行条件下的储氢率、运行功率和储存单位氢气的耗电量。根据氢气的储存类型，应采用表5引用标准中任何适用的储氢性能评估方法。对于没有合适性能评估试验标准的氢储存器，应报告所采用由制造商推荐的试验方法和试验条件。表5氢储存器组件测量的附加参数参数定义引用标准储存率氢气储存比率(kg/h)用于储存容量运行功率运行所需的电功率(W/kg)电耗储存单位量氢气的耗电量(W·h/kg)除6.6所述的试验之外，测量燃料电池或燃料电池模式下的可逆电池模块的电功率、热功率、电效率和总效率。以下相应的性能评估方法适用：IEC62282-3-200或IEC62282-3-201用于燃料电池系燃料电池模式下测量燃料电池或可逆电池组件的吹扫气体消耗作为可选的性能评价试验。采用IEC62282-3-200中的性能评估方法。测量应在试验状态和额定运行条件下进行，使用表6中的引用标准。对于没有适当性能评估试验标准的燃料电池，应报告所采用由制造商推荐的试验方法和试验条件。表6燃料电池或燃料电池模式下可逆电池模块的附加参数测量参数定义引用标准电功率净电功率输出(W)IEC62282-3-200IEC62282-3-201电效率电输出功率与燃料输入功率的比值(%)热功率回收的热功率输出率(W)IEC62282-3-201总效率全部有用功率输出与燃料功率输入的比率(%)气体吹扫消耗提供的惰性气体或稀释气体的总量(m³/s)IEC62282-3-200GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020除6.6中所述的试验外，测量水管理系统的水输入流量(L/min)和输入电功率(W)。评估封闭管道中的流体流动按照ISO4064-1和ISO4064-2的规定进行。对于没有合适的性能评估试验标准的设备，应报告所采用由系统制造商推荐的试验方法和试验条件。测量水管理系统的储水能力(单位为m²³,L)和水净化品质(如电导率，单位为μS/cm)作为可选的性能评估试验。储水能力测试中，对封闭管道中流体流动按照ISO4064-1和ISO4064-2的规定进行。对于没有合适性能评估试验标准的水管理系统，应报告所采用由制造商推荐的试验方法和试验对于水管理系统的水净化特性，应按照ISO7888的规定进行水净化品质测试。系统制造商应提供预计会显著影响组件性能的典型杂质的信息。需要指出的是，上述性质在运行过程中会发生变化，应予以重视。除6.6中所述的试验外，测量作为电力输入/输出和储能组件之一的电池的充电容量。同时测量在试验状态和额定运行条件下的输入功率、输出功率和充放电效率。应采用相关类型电池的性能评估试验标准(按照IEC61427-1和IEC61427-2的规定进行，特别是可再生能源储存)。对于没有合适性能评价试验标准的电池，应报告所采用由制造商推荐的试验方法和试验条件。6.7.6氧气储存性能试验除6.6所述的试验外，测量氧气储存组件在试验状态和额定运行条件下的储氧容量、储氧率、储氧耗电量和储氧效率。应报告所应用由制造商推荐的测量方法和试验条件。7试验报告试验报告应准确、清楚、客观地提供足够的信息，以证明已达到或未达到试7.2报告项目报告应至少提供下列资料：b)报告作者；c)报告日期；d)标准编号/试验程序编号；e)试验地点；f)被测系统数据(见7.3);g)试验条件(见7.4);h)试验数据(见7.5)。7.3被测系统数据说明被测系统数据至少应包括以下信息：a)系统的产品名称和品牌名称；GB/T42847.3—2023/IEC62282-8-201:2020b)系统构成；c)被测试系统边界定义；d)电解池和/或可逆电池的类型；e)燃料电池类型；f)储氢型式；g)电池类型(如有);h)储氧型式(如有)。7.4试验条件描述试验条件描述至少应包括以下信息：a)试验人员姓名；c)运行状态定义；d)试验程序；e)数据采集方法。7.5试验数据描述a)试验名称；b)试验运行条件；c)试验结果；d)环境条件；e)不确定度评价(见7.6)。如果系统运行需要外部能量，如加热、冷却等，而性能测试中没有包含这些能量，则应在b)(试验运行条件)下报告这些能量及其数值。应报告仪器的不确定度。如有必要，应报告由测量值变化情况和/或测量的不确定度(由测量值的变化和仪器的不确定度计算得到)(见ISO/IECGuide98-3)。[1]IEC60050-485:2020,InternationalElectrotechnicalVocabulary(IEV)—Part485:Fuelcelltechnologies[2]IEC60079-0,Explosiveatmospheres—Part0;Equipment—Generalrequirements[3]IEC60079-10-1,Explosiveatmospheres-Part10-1:Classificationofareas—Explosivegasatmos-pheres[4]IEC60079-29-2,Explosiveatmospheres-Part29-2:Gasdetectors—Selection,installation,use[5]IEC60364(allparts),Low-voltageelectricalinstallations[6]IEC61000-4-7,Electromagneticcompatibility(EMC)—Part4-7:Testingandmeasurementtechniques—Generalguideonharmonicsandinterharmonicsmeasurementsandinstrumentation,forsupplysystemsandequipmentconnectedthereto[7]IEC61000-4-13,Electromagneticcompatibility(EMC)—Part4-13:Testingandmeasurementtech-niques—Harmonicsandinterharmonicsincludingm