低温水电解制氢系统 稳动态及电能质量性能测试方法（征求意见稿）

ICS27.010

团体标准

T/CECA-G00XX—2022

低温水电解制氢系统稳动态及电能质量

性能测试方法

Lowtemperaturewaterelectrolysissystemforhydrogenproduction-Testmethodof

staticandtransientoperationperformanceindex

（征求意见稿）

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

中国节能协会发布

T/CECA-G—00XX—2022

目次

前言..........................................................错误！未定义书签。Ⅲ

1范围.................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................1

3术语和定义...........................................................................1

4符号定义.............................................................................4

5系统边界.............................................................................6

6试验条件.............................................................................6

7测试仪器仪表.........................................................................8

8稳态运行性能试验....................................................................10

9暂态运行性能试验....................................................................14

10试验报告...........................................................................23

参考文献........................................................................25

II

T/CECA-G—00XX—2022

前言

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。

本文件由中国节能协会标准化专委会提出并归口。

主要起草单位：

主要起草人：。

本文件为首次发布。

III

T/CECA-G—00XX—2022

低温水电解制氢系统稳动态及电能质量性能测试方法

1范围

本文件规定了低温水电解制氢系统的试验边界、试验条件、测试仪器仪表、稳态运行性能试验、暂

态运行性能试验等。

本文件适用于单槽额定功率大于100kW的低温水电解制氢系统，包括碱性（ALK）水电解制氢系统、

质子交换膜（PEM）水电解制氢系统和阴离子交换膜（AEM）水电解制氢系统。

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。

GB/T19774水电解制氢系统技术要求

GB/T24499氢气、氢能与氢能系统术语

GB32311水电解制氢系统能效限定值及能效等级

GB/T37562压力型水电解制氢系统技术条件

GB/T37563压力型水电解制氢系统安全要求

3术语和定义

GB/T19774、GB/T24499、GB32311、GB/T37562界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

低温水电解制氢系统（lowtemperaturewaterelectrolysissystem）

制造商规定的正常工作温度、压力范围内，反应原料水为液态的水电解制氢系统。

注1：以区别于反应原料水为气态的高温水电解制氢系统。

电功率输入（electricpowerinput）

水电解制氢系统电输入端的有功电功率输入。

[来源：GB/T27748.4-2017，3.10，有修改]

注2：电输入端包括变压器、整流器、电解槽以及其它辅助用电设施。

电能输入（electricenergyinput）

水电解制氢系统电输入端的有功电功率输入时间积分值。

[来源：GB/T27748.4-2017，3.8，有修改]

额定功率（ratedpower）

水电解制氢系统在规定的工作条件下，由制造商规定的电解槽持续运行电功率输入。

额定电流（ratedcurrent）

水电解制氢系统在规定的工作条件下，由制造商规定的电解槽持续运行电流输入。

最小功率（minimumpower）

水电解制氢系统能够连续稳态运行（见3.11.2）15min的情况下,电解槽的最小电功率输入。

最小电流（minimumcurrent）

1

T/CECA-G—00XX—2022

水电解制氢系统能够连续稳态运行15min的情况下,电解槽的最小电流输入。

最大功率（maximumpower）

水电解制氢系统能够连续稳态运行15min的情况下,电解槽的电功率输入不低于额定值的最大功率。

最大电流（maximumcurrent）

水电解制氢系统能够连续稳态运行15min的情况下,电解槽的电流输入不低于额定值的最大电流。

状态（state）

3.20.1

3.20.2冷态（coldstate）

水电解制氢系统处于环境温度下既没有能量输入也没有能量输出的状态。

[来源：GB/T28816-2020，3.110.1，有修改]

3.20.3

3.20.4稳态（steadystate）

水电解制氢系统相关特征量（如功率、电流等）随时间推移保持不变（或在制造商规定的偏差范围

内波动）的状态。

[来源：GB/T28816-2020，3.110.5，有修改]

3.20.5

3.20.6暂态（transientbehaviour）

水电解制氢系统相关特征量（如功率、电流等）在两个相邻稳态之间的过渡状态。

[来源：GB/T2900.56-2008，351-24-07，有修改]

3.20.7

3.20.8热待机状态（hotstandbystate）

水电解制氢系统处于以下工作状态：系统温度大于制造商规定的最低运行温度（见3.11.1），安全

相关的参数（如压力、液位、液位差等）位于设计范围内，电功率输入全部用于维持系统辅助设施的消

耗，电解槽零电流输入（或零氢气输出），并能够快速重新启动。

注3：若制造商未规定最低运行温度或规定的最低运行温度小于测试环境温度，认为系统不具有热待机状态。

运行（operation）

3.22.1

3.22.2运行温度（operatingtemperature）

水电解制氢系统功率调节范围（见3.17）内，制造商规定的最低和最高工作温度区间。

[来源：GB/T20042.1-2017，3.3.11，有修改]

3.22.3

3.22.4稳态运行（steadyoperation）

水电解制氢系统处于制造商规定的正常工作温度、压力、液位及液位差等安全运行范围内，且电解

槽的输入功率或电流处于稳态下且能保持预期产氢量及纯度的运行模式。

3.22.5

3.22.6暂态运行（transientoperation）

水电解制氢系统处于制造商规定的正常温度、压力、液位及液位差等安全运行范围内，且电解槽的

输入功率或电流处于暂态下的运行模式。

启动（start）

3.24.1

3.24.2冷启动（coldstart）

水电解制氢系统从冷态启动。

3.24.3

3.24.4热启动（hotstart）

水电解制氢系统从热待机状态启动。

2

T/CECA-G—00XX—2022

注4：若系统不具有热待机状态，认为系统无热启动。

正常关机（normalshutdown）

按照制造商规定的例行操作顺序，把水电解制氢系统从稳态运行状态过渡到冷态或热待机状态。

时间（time）

3.28.1

3.28.2额定功率启动时间（startresponsetimetoratedpower）

a)额定功率冷启动时间（coldstartresponsetimetoratedpower）

水电解制氢系统从冷态过渡到首次额定功率输入的时间间隔。

b)额定功率热启动时间（hotstartresponsetimetoratedpower）

水电解制氢系统从热待机状态过渡到首次额定功率输入的时间间隔。

[来源：GB/T24548-2009，3.5.2.6，有修改]

3.28.3

3.28.4额定功率关机时间（ratedpowershutdowntime）

水电解制氢系统从额定功率稳态运行状态过渡到电解槽零功率输入状态的时间间隔。

3.28.5

3.28.6功率响应时滞（powerresponsedelaytime）

水电解制氢系统稳态运行过程中，设备从收到控制信号到电功率输入可察觉的（电功率值超出制造

商规定的偏差范围）开始向调节方向变化的时间间隔。

[来源：GB/T2900.56-2008，351-28-41，有修改]

3.28.7

3.28.8功率调节时间（powerregulationtime）

水电解制氢系统稳态运行过程中，设备收到控制信号后，从功率变化起始时刻达到最新设定值稳态

运行起始时刻的时间间隔。

功率调节速率（powerregulationrate）

水电解制氢系统稳态运行过程中，设备收到控制信号后，从功率变化起始达到最新设定值稳态运行

过程中的平均功率变化率。

功率控制精度（powercontrolprecision）

水电解制氢系统处于稳态运行过程中，电解槽输入功率的稳态偏差（见3.22）与设定值之比。

功率调节范围（powerregulationrange）

水电解制氢系统能够连续稳态运行15min的情况下,电解槽输入功率的最大可调范围，以输入功率与

额定功率的百分比形式呈现。

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/VIM4.25]

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/VIM4.26]

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。

3

T/CECA-G—00XX—2022

偏差（deviation）

给定时刻水电解制氢系统特征量的设定值与实际值之差。

[来源：GB/T2900.56-2008，351-21-04，有修改]

稳态偏差（steadydeviation）

水电解制氢系统稳态运行过程中，特征量的设定值与单位时间内实际平均值之差。

单位总电耗（totalpowerconsumptionperunit）

水电解制氢系统稳态运行过程中，生产标准状态下1m3氢气所消耗的总电量，可通过所有电输入端

的电能输入与相应时间内总氢气产量之比计算。

单位总电效（totalpowerefficiencyperunit）

水电解制氢系统稳态运行过程中，理论制氢单位能耗与实际制氢系统单位总电耗之比（用百分数表

示）。

直流线损（dcpowerlineloss）

水电解制氢系统稳态运行过程中，电源转换单元输出与电解槽输入之间连接电路的平均电功率损耗。

电源转换单元效率（powertransferunitefficiency）

水电解制氢系统电源转换单元输出的直流电能与该运行条件下输入电能之比（用百分数表示）。

电压效率（voltageefficiency）

水电解制氢系统电解槽输入的直流电压与该运行条件下其热中性电压之比（用百分数表示）。

[来源：GB/T20042.1-2017，3.2.27，有修改]

电流效率（currentefficiency）

完成预期化学反应的电流与流过电解槽的总电流之比（用百分数表示）。

[来源：GB/T2900.98-2016，114-03-08，有修改]

负荷曲线（loadcurve）

作为时间函数的图形化表示的负荷变化。

[来源：GB/T2900.50-2008，601-01-17，有修改]

4符号定义

表1示意了本文件中所用的符号及其定义。

表1性能指标的符号及其含义

符号定义单位

dm水电解制氢系统稳态运行过程中的平均氢气露点℃

di试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出露点℃

Eth热中性电压V

3

Fp水电解制氢系统稳态运行状态下的平均氢气产量Nm/h

gm水电解制氢系统额定功率输入下的平均氢气纯度Vol.%

gio试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出含氧量Vol.%

Iis试验过程中每个记录时间间隔下电解槽的直流输入电流A

Is水电解制氢系统稳态运行过程中电解槽的平均输入电流A

Mp水电解制氢系统功率调节速率kW/s

mp稳态试验开始到试验结束水电解制氢系统氢气输出的累计质量流量kg

mi试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出的实时质量流量kg/h

Ns电解槽的小室个数

n稳态试验开始到试验结束总记录时刻个数

4

T/CECA-G—00XX—2022

符号定义单位

Pi试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出表压kPa

Pm_s水电解制氢系统启动过程中的平均功耗kW

Pm_e水电解制氢系统关机过程中的平均功耗kW

Pm_w水电解制氢系统热待机过程中的平均功耗kW

Prat水电解制氢系统额定功率输入kW

Pmin最小电功率或电流输入工况下，电解槽的电功率输入kW

Pmax最大电功率或电流输入工况下，电解槽的电功率输入kW

Pl_n水电解制氢系统稳态运行过程中的直流线损kW

Ps暂态运行性能试验最新功率设定值kW

P0暂态运行性能试验当前功率值kW

Pm暂态运行性能试验中以1分钟为间隔，间隔时间内功率平均值kW

rP_u电功率输入的上升率kW/s

rP_d电功率输入的下降率kW/s

Ti试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出温度℃

ts0启动延迟时刻

ts1启动开始时刻

ts2启动后首次达到额定功率点时刻

te0关机延迟时刻

te1关机开始时刻

te2关机完成时刻

tu1功率上升操作开始时刻；

tu2功率上升达到最大值后稳态运行的起始时刻

td1功率下降操作开始时刻

td2功率下降达到最小值后稳态运行的起始时刻

tl1暂态运行性能试验功率设置操作开始时刻

tl2暂态运行性能试验功率变化起始时刻

tl3最新功率设定值稳态运行起始时刻

tp1产氢量试验开始时刻

tp2产氢量试验结束时刻

tn1稳态能耗试验开始时刻

tn2稳态能耗试验结束时刻

tm1稳态直流损耗试验开始时刻

tm2稳态直流损耗试验结束时刻

Uir试验过程中每个记录时间间隔下电源转换单元的直流输出电压V

Uis试验过程中每个记录时间间隔下电解槽的直流输入电压V

Us水电解制氢系统稳态运行过程中电解槽的平均输入电压V

3

Vp稳态试验开始到试验结束水电解制氢系统氢气输出的工况累计体积流量m

3

Vi试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出的工况实时体积流量m/h

3

Wm_n水电解制氢系统稳态运行过程中的平均能耗kW·h/Nm

Wr_n稳态试验开始到试验结束电源转换单元的输入电能kW·h

Wa_n稳态试验开始到试验结束辅助设施的输入电能kW·h

Wr_d稳态试验开始到试验结束电源转换单元的直流输出电能kW·h

Ws_n稳态试验开始到试验结束电解槽的直流输入电能kW·h

Wr_s水电解制氢系统启动过程中电源转换单元的输入电能kW·h

Wa_s水电解制氢系统启动过程中辅助设施的输入电能kW·h

Wr_e水电解制氢系统关机过程中电源转换单元的输入电能kW·h

Wa_e水电解制氢系统关机过程中辅助设施的输入电能kW·h

Wr_w热待机试验开始到结束电源转换单元的输入电能kW·h

Wa_w热待机试验开始到结束辅助设施的输入电能kW·h

δp水电解制氢系统功率调节精度%

ηs_e水电解制氢系统稳态运行过程中电源转换单元的电能转换效率；%

ηs_v水电解制氢系统稳态运行过程中电解槽的电压效率%

ηs_c水电解制氢系统额定工作过程中电解槽的电流效率%

ηS水电解制氢系统额定工作过程中系统电功率输入效率%

ΔP水电解制氢系统可调节范围集合%

5

T/CECA-G—00XX—2022

符号定义单位

Δts启动时长s

Δte关机时长s

Δtw热待机试验初始到试验结束的持续时长s

Δtu从电功率提高操作开始时刻到最大值后稳态运行的起始时刻之间的时间间隔s

Δtd从电功率降低操作开始时刻到最小值后稳态运行的起始时刻之间的时间间隔s

Δtl水电解制氢系统功率响应时滞s

5系统边界

图1示意了本文件中的水电解制氢系统的通用结构边界以及进出物理量。空气、氮气可根据阀门仪

表工艺条件选择性的配置。

本文件所适用的水电解制氢系统由框内的全部或部分组件组成。

系统组件包括水电解槽a）及其他辅助设施b）-i）：

a)水电解槽：水电解制氢系统主体设备，其性能参数决定水电解制氢的技术性能。

b)气液处理单元：用于分离气体产品与液体介质，包含气水分离器、洗涤器等设备。

c)压力调节单元：用于平衡氢气侧、氧气侧的压力平衡，包含氢、氧调节阀、切断阀等设备，可

根据实际工艺条件在氢气侧和/或氧气侧选择性配置。

d)气体纯化单元：用于初步去除产品气体中的杂质、水分等，包含氢气纯化器、氧气纯化器等设

备。经过本文件系统范围内的气体纯化单元后的产品气体纯度技术指标应满足GB/T197744.1

节普通型水电解制氢系统技术要求（氢气纯度大于等于99.7%、氧气纯度大于等于99.2%）；

本文件系统范围不包含额外的更高纯度的专用气体纯化设备。

e)水管理单元：用于补充原料水以及冷却水的循环供应，实现电解槽物料的供应与反应温度控制。

f)电源转换单元：用于将外部交流或直流电能转换为水电解槽所需直流电能，包含变压器、整流

器等设备，可根据电压等级需求，选择性的配置变压器相关设备。

g)自控及监测单元：用于水电解制氢系统的自动控制和监测，并且能够在系统发生故障时执行相

应的应急动作。

图1水电解制氢系统通用结构边界

6试验条件

试验环境条件

除非测试委托方单独要求，本文件中各项试验应在如下规定的环境中进行：

a)环境温度为5℃~40℃；

b)相对湿度在制造商要求之内，且不超过90%；

c)大气压强一般为86kPa~106kPa；

d)无霜、露水、渗水、雨淋、强太阳辐射等；

e)水电解制氢系统应在测试全过程中处于通风、排气畅通状态。

6

T/CECA-G—00XX—2022

若测试环境压强低于86kPa或海拔高度高于1300m，可参照本文件测试方法进行测试，需选用符合该

测试环境条件的测量仪器，并在测试报告中单独标注。

试验准备

测试开始前应确定待测系统的类型、产量、辅助设备、测试参数以及测试条件，应编制测试方案并

参照GB/T37563制定相应的安全措施。

应根据试验环境条件、测试参数、测试条件，选择合适的测试仪器类型、量程以及最大允许误差，

应确保测量仪器满足的试验要求的准确度等级或最大允许误差。

应确定适当的数据采集时长和采集频率，且应在性能试验之前准备好相应的数据记录设备。

试验用原料水技术指标应符合GB/T375625.1.2.5节、5.1.2.8节要求，对于阴离子交换膜水电解

制氢系统，原料水技术指标可参照该要求，也可由制造商单独规定。

试验设备

图2、图3展示了水电解制氢系统稳态运行性能试验、暂态运行性能试验过程中需要的测试设备。

图2水电解制氢系统测试设备安装位置示意图（使用平均流量计算法或直流电流测试计算法）

7

T/CECA-G—00XX—2022

图3水电解制氢系统测试设备安装位置示意图（使用容积法）

不同参数的测试位置描述如下：

a)氢气流量

应在水电解制氢系统的氢气产品气输出管线上设置流量计，测量仪表位置近系统的边界处。

b)氢气纯度/露点

应在水电解制氢系统的氢气输出管线旁路上设置露点仪、氢中氧或微量氧分析仪，测试仪表位置位

于流量计后端并近系统的边界处。

c)氢气温度与压力（平均流量法）

应在水电解制氢系统的氢气输出管线上设置温度传感器、压力传感器，测试仪表位置位于流量计前

端并近系统的边界处。

d)氢气温度与压力（容积法）

应在气体储罐引出管线上设置温度传感器、压力传感器。

e)电功率/电能输入（交流/直流）

应分别在电源转换单元和辅助设施前端线路上设置电流传感器、电压传感器、电能表等相关测试仪

表，测试仪表位置近系统边界处。

f)直流电功率/电能输出

应在电源转换单元后端线路上设置电流传感器、电压传感器、电能表等相关测试仪表，测试仪表位

置近电源转换单元电能输出端口。

g)直流电功率/电能输入

应在水电解槽前端线路上设置电流传感器、电压传感器、电能表等相关测试仪表，测试仪表位置近

电解槽电能输入端口。

7测试仪器仪表

概述

测试仪器仪表应检定或校准合格，并在校准有效期内。测试仪器仪表应满足试验环境条件要求，仪

表的量程范围应符合制造商规定的量程范围。

测试仪器

7.2.1气体流量

8

T/CECA-G—00XX—2022

气体流量应使用质量流量计（热式流量计、科里奥利流量计等）或体积流量计测量（涡轮流量计、

旋涡流量计、浮子流量计、容积式流量计等）来测量，建议带有累计计量功能。选择流量计时应考虑到

所供应气体的种类、流量范围。当测量基于体积时，应通过测量流量计附近的气体温度、压力来换算成

标准状况下的体积流量或质量流量。气体流量计的选择可参照GB/T32201要求。

7.2.2温度

温度应使用热电偶、铠装热电偶或铂、铜热电阻来测量，建议带有显示功能。温度测量位置应考虑

管壁与流体本体之间的温度差异，应按照说明书要求安装。热电偶的选择可参照GB/T30429、GB/T18404

要求，热电偶补偿导线的选择应满足GB/T4989要求。热电阻的选择可参照JB/T8623、GB/T30121要求。

7.2.3压力

压力应使用压力传感器（表压传感器等）或压力计（波登管压力表等）来测量，建议带有显示功能。

压力测量位置应考虑管路内的压力损失、流体温度以及其它因素，应按照说明书要求安装。压力传感器

的选择可参照JB/T6170要求。

7.2.4气体纯度

气体纯度应使用氢中氧、氧中氢（电化学、氧化锆等传感器）在线分析仪来测量。如有气体纯化单

元，纯化纯化后产品气应使用微量氧分析仪、微量氢分析仪（电化学、氧化锆等传感器）和露点分析仪

测量。

7.2.5电功率电能

电压应使用模拟式电压表或数字式电压表来测量，包含具有测量电阻、电压、电流、电容等功能的

多用表。电压的测量位置应考虑线路的电压损耗等因素，应尽可能地位于测试装置的端口处。电压表的

选择可参照GB/T12116要求。

电流应使用互感器、霍尔电流传感器或分流器来测量，包含具有测量电阻、电压、电流、电容等功

能的多用表。电流表的选择可参照GB/T20840.2、GB/T20840.8、JB/T7490、JJG1069要求。

电能应使用电能表或多功能电能表测量，电能表建议具备无功电能或功率因素计量功能，电能表的

选择可参照GB/T17215.701、GB/T17215.301要求。

7.2.6环境条件

在定义环境条件时，应测量环境温度、大气压强以及相对湿度，建议采用温湿度计、绝压测量仪来

测量。

7.2.7数据采集

在暂态运行性能试验时，应配置能够满足数据采样时间要求的数据采集装置，建议采用数据记录仪

或带有数据记录功能的测试仪器仪表。

测试仪器准确度要求

测试仪器仪表准确度等级或最大允许误差应符合表2要求：

表2测试仪器仪表准确度要求

名称准确度等级/最大允许误差参照标准

电压表±0.5%GB/T12116

电流表0.5级JJG124

交流电能表1级JJG596

直流电能表1级JJG842

质量流量计1.5级JJG1132，JJG1038

JJG1037，JJG1121，JJG257，JJG1030，JJG

体积流量计1.5级

633，JJG577，JJG1029

热电偶/热电阻±1.5℃JJF1637，JJG229

压力传感器1级JJG860

氢中氧测试仪±3%JJG365

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名称准确度等级/最大允许误差参照标准

微量氧分析仪±5%JJG945

露点仪2级JJG499

数据采集装置±0.2%

温度计±1℃JJF1076，JJG205

湿度计±5%RHJJF1076，JJG205

绝压测量仪±5hPaJJG875，

秒表±0.5S/dJJG237

8稳态运行性能试验

概述

稳态运行试验过程中，水电解制氢系统应保持在额定功率或电流下稳态运行，性能试验包括：

——产氢试验，此试验测量计算系统的氢气输出，包括产量、纯度；

——能耗试验，此试验测量计算系统所需要的单位能耗、单位总电耗以及直流线损；

——效率试验，此试验测量计算系统电源转换单元效率，电解槽的电压效率、电流效率以及系统的

单位能效与单位总电效；

所有稳态运行性能试验应同时进行，为保障安全，试验中建议优先完成稳态运行性能试验后，再进

行暂态运行性能试验。其它功率输入的稳定运行状态下的性能指标可参照本文件对应公式计算。

表3稳态运行性能试验性能指标

编号试验类型性能指标章节指标来源

标况氢气产量（额定功率/电流）8.3.1

1产氢试验氢气露点（额定功率/电流）8.3.2GB32311GB/T19774

氢中氧（额定功率/电流）8.3.3

单位能耗（额定功率/电流）8.3.4GB32311

2能耗试验单位总电耗（额定功率/电流）8.3.5本文件

直流线损（额定功率/电流）8.3.6本文件

电源转换单元效率（额定功率/电流）8.3.7本文件

电压效率（额定功率/电流）8.3.8本文件

3效率试验电流效率（额定功率/电流）8.3.9本文件

单位能效（额定功率/电流）8.3.10GB32311

单位总电效（额定功率/电流）8.3.11本文件

试验方法

稳态运行性能试验测试步骤如下：

a)试验开始前，水电解制氢系统应在额定功率下稳态运行15min以上，并记录试验开始时刻；

b)试验过程中应保持水电解制氢系统电解槽的输入功率或输入电流设定值为额定功率或额定电

流；

c)试验过程中以10min的时间间隔，分别测量输出氢气纯度、露点、流量或累计流量；

若试验过程中输出氢气流量的测量采用体积流量计，应以相同的采样时间间隔，进一步测量输

出氢气的温度、压力；

d)试验过程中以10min的时间间隔，分别测量电源转换单元、电解槽、辅助设施的电能、电流、

电压输入以及电源转换单元的电能、电流、电压输出；

e)试验持续时间不应低于1h，测量数据次数不宜少于6次；

f)试验完成后，记录结束时刻；

其它功率输入稳定运行状态下的性能指标可参照以上试验方法进行测试。

试验性能指标

8.3.1标况氢气产量

水电解制氢系统的标况氢气产量检测方法有容积法、直流电流测试值计算法和平均流量计算法。

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T/CECA-G—00XX—2022

8.3.1.1直流电流测试值计算法

按照GB32311附录A的相关规定计算标况氢气产量。

8.3.1.2容积法

按照GB/T37562附录B的相关规定计算标况氢气产量。

8.3.1.3平均流量计算法

a)采用带累计功能的体积流量计测量时，应使用理想气体状态方程，将检测期间氢气产量的工况

平均值转换为标况值：

n

273.15P101.3

i

3600Vpi1

Fpn

tp2tp1

101.3Ti273.15

i1

式中：

3

Fp——水电解制氢系统稳态运行过程中的平均氢气产量（Nm/h）；

Pi——试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出表压（kPa）；

101.3——标准状况下气体的压力（kPa）；

Ti——试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出温度（℃）；

273.15——标准状况下气体的开尔文温度（K）；

3

Vp——从试验开始到试验结束水电解制氢系统氢气输出的工况累计体积流量（m）；

tp1——产氢量试验开始时刻（s）；

tp2——产氢量试验结束时刻（s）；

n——从试验开始到试验结束总记录时刻个数；

b)采用无累计功能的体积流量计测量时，应使用理想气体状态方程，将检测期间氢气产量的工况

平均值转换为标况值：

nn

Vi273.15Pi101.3

Fi1i1

pnn

101.3Ti273.15

i1

式中：

3

Fp——水电解制氢系统稳态运行过程中的平均氢气产量（Nm/h）；

Pi——试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出表压（kPa）；

101.3——标准状况下气体的压力（kPa）；

Ti——试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出温度（℃）；

273.15——标准状况下气体的开尔文温度（K）；

3

Vi——试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出的工况实时体积流量（m/h）；

n——从试验开始到试验结束总记录时刻个数；

c)采用带累计功能的质量流量计测量时，应按照下式计算稳态运行过程中的系统标况氢气产量：

3600mp11.2

Fp

tp2tp1

式中：

3

Fp——水电解制氢系统稳态运行过程中的平均氢气产量（Nm/h）；

mp——从试验开始到试验结束水电解制氢系统氢气输出的累计质量流量（kg）；

11.2——标准状况下氢气的比重（Nm3/kg）；

tp1——产氢量试验开始时刻（s）；

tp2——产氢量试验结束时刻（s）；

d)采用无累计功能的质量流量计测量时，应按照下式计算稳态运行过程中的系统标况氢气产量：

n

mi

Fi111.2

pn

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式中：

3

Fp——水电解制氢系统稳态运行过程中的平均氢气产量（Nm/h）；

mi——试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出的实时质量流量（kg/h）；

11.2——标准状况下氢气的比重（Nm3/kg）；

n——从试验开始到试验结束总记录时刻个数；

8.3.2氢气露点

应按照下式计算稳态运行过程中系统输出氢气露点：

n

di

di1

mn

dm——水电解制氢系统稳态运行过程中的平均氢气露点（℃）；

di——试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出露点值（℃）；

n——从试验开始到试验结束总记录时刻个数；

8.3.3氢中氧

应按照下式计算稳态运行过程中的系统输出氢气的氧含量：

n

gio

gi1

mn

gm——水电解制氢系统稳态运行过程中的平均氢中氧含量（%）；

gio——试验过程中每个记录时间间隔下氢气输出的氧含量值（%）；

n——从试验开始到试验结束总记录时刻个数；

8.3.4单位能耗

水电解制氢系统的单位能耗应按照GB32311附录B的相关规定计算。系统的单位能耗包含电解槽的

单位直流能耗与辅助设施的交流单位能耗。如电解槽和辅助设施电力来源不同，测试报告应将两种能耗

分开标出，并说明电力来源。

8.3.5单位总电耗

水电解制氢系统稳态运行过程中的单位总电耗包含电源转换单元自身能量损耗，线路能量损耗，电

解槽直流能耗，辅助设施的交流能耗等，建议测试报告标明对应单位总电耗下的系统的功率因素或无功

电能输入，可按照下式计算：

Wr_nWa_n

Wm_n3600

tn2tn1Fp

3

Wm_n——水电解制氢系统稳态运行过程中的单位总电耗（kW·h/Nm）；

Wr_n——从试验开始到试验结束电源转换单元的输入电能（kW·h）；

Wa_n——从试验开始到试验结束辅助设施的输入电能（kW·h）；

tn1——能耗试验开始时刻（s）；

tn2——能耗试验结束时刻（s）；

3

Fp——水电解制氢系统稳态运行过程中的平均氢气产量（Nm/h），测试报告应标明标况氢气产量的

检测方法；

8.3.6直流线损

直流线损的检测方法有电能累计值计算法和电压损失计算法。

8.3.6.1电能累计值计算法

采用电能表计量时，应按照下式计算水电解制氢系统稳态运行过程中的直流线损：

Wr_dWs_n

Pl_n3600

tm2tm1

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Pl_n——水电解制氢系统稳态运行过程中的直流线损（kW）；

Wr_d——从试验开始到试验结束电源转换单元的直流输出电能（kW·h）；

Ws_n——从试验开始到试验结束电解槽的直流输入电能（kW·h）；

tm1——直流线损试验开始时刻（s）；

tm2——直流线损试验结束时刻（s）；

8.3.6.2电压损失计算法

采用电压表、电流表计量时，应按照下式计算水电解制氢系统稳态运行过程中的直流线损：

n

UirUisIis

Pi1

l_nn

Pl_n——水电解制氢系统稳态运行过程中的直流线损（kW）；

Uir——试验过程中每个记录时间间隔下电源转换单元的直流输出电压（V）；

Uis——试验过程中每个记录时间间隔下电解槽的直流输入电压（V）；

Iis——试验过程中每个记录时间间隔下电解槽的直流输入电流（A）；

n——从试验开始到试验