本指导性技术文件是根据我国质子交换膜燃料电池发展现状，参考了国外同类燃料电池技术和国际电工委员会起草的ＩＥＣＴＣ１０５／５８／ＣＤＶ 和ＩＥＣ１０５／７９／ＲＶＣ 草案起草的。 本指导性技术文件规定了固定式质子交换膜燃料电池发电系统的运行性能方面和它对环境所产生的影响方面的试验方法。 本指导性技术文件规定了固定式质子交换膜燃料电池发电系统(以下简称发电系统)的运行性能方面和它对环境所产生的影响方面的试验方法。 GB/Z 21743-2008 固定式质子交换膜燃料电池发电系统(独立型)性能试验方法 GB/Z21743-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS27.070
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z21743—2008
固定式质子交换膜燃料电池发电系统（独立型）
性能试验方法
Stationary proton exchange membrane fuel cell power system (separate)-Tests methods for the performance2008-05-20发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会國
数码防伪
2009-01-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语、定义和符号.
3.1术语和定义
3.2符号
4标准条件
4.1标准温度与压力
4.2热值计算基础
5性能检验和检验分类
5.1性能检验
5.2检验分类
6检验准备
6.2不确定度分析
7试验仪器、设备和试验方法
7.1概述
仪器与设备
7.3测量方法
8检验方法和结果的计算
检验计划…
8.2检验持续时间和记录频次.
8.3结果计算·
9试验报告…
9.1标题页
内容目录
摘要式报告·
详细式报告
9.5完整式报告·
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
附录C (资料性附录）
不确定度分析指南
燃料热值的计算
标准气体
质子交换膜燃料电池发电系统框图符号图例
燃料电池系统的运行过程图
系统功率响应曲线斜率
GB/Z21743—2008
GB/Z 21743—2008
图590%输出功率响应曲线斜率
表1符号
表2检验项目及检验分类
表3试验项目的运行条件
表4在试验操作条件下可允许最大变动量表5振动修正系数
测量参数汇总及其标称值
计算结果的名义值
不同参数的基本误差源
绝对系统误差（B.）和绝对随机误差（2S）参数力：敏感系数
传递的系统误差（BR）和随机误差（2SR）计算结果
在不同的参考条件下燃烧天然气组分的理想气体的热值空气能量的计算工作表
燃料气体能量计算工作表
天然气的标准气体
丙烷的标准气体
GB/Z21743—2008
本指导性技术文件是根据我国质子交换膜燃料电池发展现状，参考了国外同类燃料电池技术和国际电工委员会起草的IECTC105/58/CDV和IEC105/79/RVC草案起草的。本指导性技术文件的附录A是规范性附录，附录B和附录C是资料性附录本指导性技术文件由中国电器工业协会提出。本指导性技术文件由全国燃料电池标准化技术委员会(SAC/TC342)归口。本指导性技术文件由大连新源动力股份有限公司负责起草。本指导性技术文件参加起草单位：中国科学院大连化物所、机械工业北京电工所和北京世纪富原燃料电池有限公司等。
本指导性技术文件主要起草人：阳华、王宇晨、方晓燕、胡军、杨庆苏、邱立东等。GB/Z21743-2008
《固定式质子交换膜燃料电池发电系统（独立型)性能试验方法》是国家“十五”重大科技专项的重要技术标准研究项自《新能源和可再生能源关键技术标准研究一一一质子交换膜燃料电池、太阳热水系统、并网型光伏发电及风力发电机组》研究制定的、结合我国“863”计划燃料电池电动汽车重大项目质子交换膜燃料电池技术的系列国家标准之一。本部分规定了固定式质子交换膜燃料电池发电系统（独立型）（以下简称发电系统）的运行性能方面和它对环境所产生的影响方面的试验方法。燃料电池不仅适合建设为固定式电站来提供社区和家庭用电力源，更重要的在于车载燃料电池可以为电动汽车提供动力源以及微型燃料电池使用于各种通讯设备、笔记本电脑和掌上电脑等。而燃料电池技术正在从这些方面的研究和开发向产业化转变，燃料电池在固定电站、运输电源和便携式电源等方面的商业化即将来临。与燃料电池相关的一些技术也将在未来510年内实现商业化，些新技术、新材料和新组件也将会在市场国际化的基础上快速发展，可以预见燃料电池技术将会持续而高速地发展。
我国“九五”、“十五”期间都把质子交换膜燃料电池（PEMFC)及其相关技术作为重大项目列人国家科技攻关包括“863”燃料电池汽车重大项目计划，并已取得阶段性成果。目前我国在PEMFC技术方面以高校和科研院所为技术支撑，以几家主要的高新技术企业为龙头，已形成了大莲、上海、北京和武汉等主要的研发基地。他们当中有的已取得拥有自主知识产权专利技术，正在积极推进我国燃料电池技术的产业化和商业化。
早期制定标准对于推动这项具有无限发展潜力的新技术一一燃料电池的产业化和商业化是非常重要的。国际电工委员会（IEC)成立了IEC/TC105来负责燃料电池专业的标准工作，近年来活动非常频繁，目前已发布了多项国际标准。我国在开展燃料电池技术科技攻关和跟踪国际标准的同时，根据我国实际安排了相关关键技术标准的研究制定，旨在体现标准早期介人科技成果产业化，与国际接轨的理念。目前已完成的标准项目有：1）质子交换膜燃料电池术语（GB/T20042.1—2005）2）
质子交换膜燃料电池电池堆通用技术条件（GB/T20042.2一2008）便携式质子交换膜燃料电池发电系统（GB/Z21742一2008）3）
4）固定式质子交换膜燃料电池发电系统（独立型）性能试验方法（GB/Z21743一2008）IV
1范围
固定式质子交换膜燃料电池发电系统（独立型）性能试验方法
GB/Z 21743-2008
1.1本指导性技术文件规定了固定式质子交换膜燃料电池发电系统（以下简称发电系统）的运行性能方面和它对环境所产生的影响方面的试验方法。1.2本指导性技术文件规定的试验内容包括：在规定运行条件下的输出功率；在规定运行条件下的发电效率和热利用效率；在规定运行条件下的环境特性：例如气体排放、噪声等；本指导性技术文件未涉及电磁兼容(EMC)方面的规定，有关这方面的问题有待将来考。1.3本指导性技术文件适用于各种类型的独立运行的固定式质子交换膜燃料电池发电系统。1.4由于发电系统所使用的燃料种类(如纯氢、富氢气体、甲醇溶液等)不同、使用目的不同，以及输入与输出的流体物质和能量形式的不同，它们可能会带有不同的子系统。但是，为了评估发电系统，需要定义一个常规的系统及其边界(图1)。输入功率
（电或热）
氧化剂
不活波气体
电磁敏感度
振动，风，
雨，温度等
系统边界
热管理系统
处理系统
氧化剂
处理系统
通风系统
燃料电池
水处理系统
自动控制
功率调节
内部功率
图1质子交换膜燃料电池发电系统框图1.5为确定发电系统的试验边界，应考虑以下条件：所有能量回收系统都应包括在系统边界之内；根据燃料在发电系统边界处的状态计算它们（例如纯氢、甲醇溶液等)的热值。回收热量
可用电动率
废气，通风
电磁干扰，
噪声，振动
1.6本指导性技术文件不考虑输入或输出的机械功或机械能。燃料电池运行所需的机械子系统（如通风机、微型涡轮机、空气压缩机)都应包括在试验边界内。不需要对试验边界内的这些机械子系统进行直接测量，但是，它们在发电系统运行中的效应应包括在内。如果机械功和机械能超出了试验边界，就1
GB/Z21743—2008
必须进行附加的试验和计算。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本指导性技术文件，然而，鼓励根据本指导性技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本指导性技术文件。GB/T3767声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方近似自由场中的工程法(GB/T3767—1996,eqvISO3744:1994)GB/T2464用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量GB/T7626（所有部分）直接作用模拟指示电测量仪表及其附件[idtIEC60051（所有部分）]GB/T19000质量管理体系基础和术语（GB/T19000—2000，ISO9000：2000，IDT）GB/T172151级和2级交流静电式有功瓦特-小时表（IDTIEC61036）GB/T17626.7电磁兼容性（EMC）第4-7部分：试验和测量技术供电系统及所连设备谐波和谐间波的测量和仪器仪表的通用指南（IDTIEC61000-4-7）GB/T17860电测量仪器X-t记录仪（IEC61143，IDT）GB/T178830.2S和0.5S级静止式交流有功电度表（GB/T17883—1999，eqvIEC60887：1992）GB/T20042.1-2005质子交换膜燃料电池术语SJ/T10423声级计通用技术条件
IEC60359：1987电工和电子设备性能的表述IEC60688：2002将交流电转换成模拟信号或数字信号用的电测量变送器IEC61000-4-13电磁兼容性（EMC）第4-13部分：电磁兼容试验和测量技术交流电源端口谐波、谐间波及电网信号低频抗扰度试验IEC61028：1991电气测量设备
X-Y记录仪
ISO4677-1调节和试验用大气相对湿度的测定第1部分：吸人式湿度计法ISO4677-2调节和试验用大气相对湿度的测定第2部分：旋流式湿度计法ISO5348机械振动与冲击加速计的机械安装ISO6060水质量化学需氧量
ISO6568天然气用气相色谱法的简明分析ISO6974（所有部分）天然气用气相色谱法测定具有规定不确定度的组分ISO6975
ISO7934
ISO9096
天然气扩展分析气相色谱法
固定排放源硫氧化物、过氧化氢的质量浓度测定方法高氯酸钡/高氯酸针法
固定排放源气体输送管道中颗粒物的浓度和质量流量的测定重量法指南ISO10396
ISO10523
固定排放源气体浓度测定自动取样水质氢离子浓度测定方法
ISO10707
水质量含有机物的水介质生物化学需氧量的评定ISO10780
ISO10849
固定源排放物管道中气体流速和体积流量的测定固定源排放物氮氧化物质量浓度的测定方法性能特性自动测定ISO11042-1
ISO11042-2
燃气轮机废气排放第1部分：试验和评估燃气轮机废气排放第2部分：排放的自动监测固定源排放物燃料气体中氮氧化物质量浓度的测定方法ISO11564
3术语、定义和符号
3.1术语和定义
GB/Z21743-—2008
GB/T20042.1所确立的术语和定义适用于本指导性技术文件，还应该增加以下术语和定义：3.1.1
试验过程
testrun
测取和记录试验数据的持续时间。3.1.2
90%功率响应时间90%powerresponsetime输出的电功率(或热功率)开始变化时刻与变化到期望功率90%所经历的时间。3.1.3
传热介质thermalmedia
为了将可利用的热量回收而采用的传递热量的液体或气体。3.2符号
在本指导性技术文件中使用的符号及其含义与单位见表1。表1符号
体积流量Q
燃料在温度t和压力p：下的体积流量燃料在标准状态下的体积流量
排放气体在排放温度和排放压力下的体积流量空气在温度t。和压力p.下的体积流量空气在标准状态下的体积流量
水的体积流量
质量流量qa
燃料的质量流量
空气的质量流量
热回收液体在出口处的质量流量热回收液体在人口处的质量流量（回到燃料电池发电系统的流体）排放物的质量流量
电功率P
输出的有功功率(包括直流电）
外部电源输人的有功功率（包括直流电）总功率PT
发电系统输出的有功电功率和热功率之和由燃料和氧化剂提供的总输人功率单
kW,kJ/s
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标准(基准)压力
燃料压力
氧化剂(空气)压力
热回收流体输出压力
热回收流体输入压力
标准温度
燃料温度
氧化剂 (空气)温度
热回收流体输出温度
热回收流体输入温度
在标准状态下燃料的密度
液体燃料在温度t时的密度
表1(续）
温度t
密度p
在标准状态下的氧化剂（空气)的密度排放物在排放气体温度与压力下的质量浓度组分j的摩尔比
热值Q
在标准条件下燃料的热值
燃料在液相时的热值
燃料组分i在标准状态下的热值
回收热量
废热量
焰H,比焰h
出口处热回收流体的焙
入口处热回收流体的焙
出口处热回收流体在温度tHRI、压力PHRi的比焙人口处热回收流体在温度tHR2、压力PHR2的比熔燃料在温度t下的比熔
燃料在标准温度下的比焰
组分i在温度t；下的比焰免费标准bzxz.net
氧化剂(空气)在温度t下的比焰
氧化剂(空气)在标准温度下的比焰单
kj/mol
kJ/mol
kJ/mol
燃料的输入能量
燃料的压力势能
氧化剂（空气)的输人能量
氧化剂（空气)的压力势能
电效率
回收热效率
总效率
输出电压
输人电压
输出电流
输人电流
输出功率的功率因数
输人功率的功率因数
注：燃料电池发电系统的主要符号见图2。边界
9mf,Pr,tr
9mHR2, PHR2, I HR2
表1(续）
输人能量E
效率 n
电压V
电流1
功率因数入
9me,Qw
燃料电池发电系统
9mHRI,PHR1,I HR
2符号图例
GB/Z21743—2008
kJ/mol
kJ/mol
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4标准条件
4.1标准温度与压力
本条提供了有关试验结果计算的标准条件，以供在公开的技术资料上采用。标准温度：to288.15K(15℃）；标准压力：P。=101.325kPa。
4.2热值计算基础
燃料的热值原则上以低热值(LHV)为基准。若使用低热值（LHV)，不必加符号“LHV”，如：n=××%。若使用高热值（HHV)，应加符号“HHV”，如：n=X×%（HHV)。5性能检验和检验分类
5.1性能检验
发电系统的性能评估要从以下两点考虑：运行：在正常运行期间和瞬变过程中检验系统的性能。一-环境方面：检验系统如何影响环境。表2给出了运行性能检验和环境适应性检验项目。表2中的检验项目应适用于作为整体考虑的发电系统。
除非另有规定，各种类型的发电系统都应进行所有项目检验。由于系统设计的差别和技术的不同，可能会增减一些检验项目（例如没有热回收系统的将不需要热回收的检验）。5.2检验分类
检验共分如下三类。
5.2.1型式检验
对某一设计的一台或多台产品进行的检验，以验证该项设计是否符合特定的规范要求。注：型式检验是强制性的。对一批产品中抽取的每一件样品都要进行型式检验。其目的就在于验证设计是否符合合同要求。
5.2.2例行检验
在制造过程中和/或制成后，对每件独立产品进行的检验，以确定其是否符合特定规范的某些要求。注：本指导性技术文件中并没有确定例行性能检验是要求的或者说是必需的。5.2.3验收检验
按合同规定应进行的检验，以向客户证明产品符合其特定规范的要求。注：经制造商与客户双方同意，按照客户的要求，可从表2中选取验收及检验项目，这些检验一经选定，就应按本指导性技术文件的规定执行。
注1：型式检验和例行检验通常以相同的方法和采用相同的规程进行。在进行例行检验的过程中，型式检验和例行检验之间的差别可能是必要的（例如，特别严格的稳定性要求也许并不必要，或者说例行检验测取的读数可能较少一些），这些差别将在检验方法的描述中加以说明。注2：本指导性技术文件只包括检验方法，不涉及性能要求。6
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