低温水电解制氢系统 稳动态及电能质量性能测试方法-编制说明

1.工作简况

1.1背景和来源

为实现“双碳”目标，我国提出了“构建以新能源为主体的新型

电力系统”总体实施路线。电制氢技术可作为电力系统的灵活性资源，

一方面实现可再生能源大规模消纳，另一方面替代化石能源制氢，助

力化工、钢铁等行业的深度脱碳和绿色转型。

目前，水电解制氢系统的性能评价指标和测试方法仅集中于稳态

的能效和产氢量，但面向大规模可再生能源消纳的应用，水电解制氢

系统将长期运行在波动状态，需具备大范围的功率灵活调节功能，现

有指标体系和测试方法已不足以支撑规模化的可再生能源制氢的示

范和推广。国内即将建设多个百MW级可再生能源电制氢示范工程，

亟需明确电制氢系统的动态运行边界与制约机理。因此，本标准基于

起草组各单位的技术研究基础，紧密结合工程实际需求，建立水电解

制氢系统的动态性能评价指标和测试方法，以指导设备向更高的灵活

性和响应能力方向发展，拓宽电制氢的应用领域和规模，提出了“低

温水电解制氢系统稳暂态运行性能指标及测试方法”团体标准立项

申请。该团体标准由中国节能协会和中国技术经济学会双归口。

1.2主要工作过程

2022年3月，中国技术经济学会下达了团标标准制定计划。

2022年4月，召开了标准启动会，组建了标准起草组。

2022年5月，召开了标准研讨会，对本标准的初稿进行了充分

的讨论研究，形成了相应的修改意见。

2022年6月，牵头单位对各起草单位提出的修改意见进行汇总，

并形成了本标准的公开征求意见稿。

2.编制原则和主要内容

2.1编制原则和依据

本标准在充分调研低温水电解制氢系统稳态和暂态运行性能指

标测试需求的基础上，遵循“通用性、指导性、规范性、协调性”的

原则，按照GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结

构和起草规则》的要求，参考水电解制氢系统和有关测量仪表的相关

标准编写。本标准的编制充分考虑了相关标准间的相互协调，尽量达

到术语定义和技术要求一致。

2.2主要内容

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。

主要内容包括：

（1）稳态运行性能试验

对产氢试验中的标况氢气产量、氢气露点、氢中氧等指标；

能耗试验中的单位能耗、单位总电耗、直流线损等指标；效

率试验中的电源转换单元效率、电压效率、电流效率、单位

能效、单位总电效等指标的定义和试验方法进行了规定。

（2）暂态运行性能试验

对额定功率冷启动试验中的额定功率冷启动时间、额定功率

冷启动功耗、额定功率冷启动负荷曲线等指标；调节范围试

验中的功率调节范围、功率上升/下降时间、功率上升/下降变

化率等指标；热待机状态试验中的热待机总功耗指标；额定

功率热启动试验中的额定功率热启动时间、额定功率热启动

功耗、额定功率热启动负荷曲线等指标；额定功率关机试验

中的额定功率关机时间、额定功率关机功耗、额定功率关机

负荷曲线等指标；暂态响应试验中的功率响应时滞、功率调

节速率、功率控制精度、负荷曲线等指标的定义和试验方法

进行了规定。

3.主要试验(或验证)的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济

效果

本标准是在广泛调研和征求意见的基础上编制的，符合产业发展

的实际需求，科学合理，具有实操性。本标准可以规范可再生能源制

氢工程的设计、验收和运维，促进可再生能源大规模消纳，推动水电

解制氢系统参与电力辅助服务市场，有益于行业健康发展。

4.采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准

水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况

本标准未采用或引用国际标准。

5.与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

本标准与现行法律、法规及相关标准协调一致。

6.重大分歧意见的处理经过和依据

本标准遵循了各方参与原则，制定时充分吸收了相关领域专家的

意见，无重大分歧。

标准起草组

2022年6月

《低温水电解制氢系统稳暂态运行性能指标及

测试方法》团体标准（征求意见稿）

编制说明

2022年6月

1.工作简况

1.1背景和来源

为实现“双碳”目标，我国提出了“构建以新能源为主体的新型

电力系统”总体实施路线。电制氢技术可作为电力系统的灵活性资源，

一方面实现可再生能源大规模消纳，另一方面替代化石能源制氢，助

力化工、钢铁等行业的深度脱碳和绿色转型。

目前，水电解制氢系统的性能评价指标和测试方法仅集中于稳态

的能效和产氢量，但面向大规模可再生能源消纳的应用，水电解制氢

系统将长期运行在波动状态，需具备大范围的功率灵活调节功能，现

有指标体系和测试方法已不足以支撑规模化的可再生能源制氢的示

范和推广。国内即将建设多个百MW级可再生能源电制氢示范工程，

亟需明确电制氢系统的动态运行边界与制约机理。因此，本标准基于

起草组各单位的技术研究基础，紧密结合工程实际需求，建立水电解

制氢系统的动态性能评价指标和测试方法，以指导设备向更高的灵活

性和响应能力方向发展，拓宽电制氢的应用领域和规模，提出了“低

温水电解制氢系统稳暂态运行性能指标及测试方法”团体标准立项

申请。该团体标准由中国节能协会和中国技术经济学会双归口。

1.2主要工作过程

2022年3月，中国技术经济学会下达了团标标准制定计划。

2022年4月，召开了标准启动会，组建了标准起草组。

2022年5月，召开了标准研讨会，对本标准的初稿进行了充分

的讨论研究，形成了相应的修改意见。

2022年6月，牵头单位对各起草单位提出的修改意见进行汇总，

并形成了本标准的公开征求意见稿。

2.编制原则和主要内容

2.1编制原则和依据

本标准在充分调研低温水电解制氢系统稳态和暂态运行性能指

标测试需求的基础上，遵循“通用性、指导性、规范性、协调性”的

原则，按照GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结

构和起草规则》的要求，参考水电解制氢系统和有关测量仪表的相关

标准编写。本标准的编制充分考虑了相关标准间的相互协调，尽量达

到术语定义和技术要求一致。

2.2主要内容

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