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1 引言：标准概述与发展历程
GB/T 27748.2-2022 《固定式燃料电池发电系统 第2部分：性能试验方法》是国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会于2022年3月9日发布的重要国家标准，于2022年10月1日正式实施。该标准替代了之前的GB/T 27748.2-2013版本，技术上采纳了国际标准IEC 62282-3-200:2015，保证了与国际标准的接轨。
2 适用范围与关键概念
GB/T 27748.2-2022适用于额定输出电功率不小于10 kW的固定式燃料电池发电系统的性能测试，标准明确规定了系统边界，指出所有能量回收系统都包括在系统边界之内，而任何类型的电能储存装置则被认为在系统边界之外。
标准涵盖了以下试验方法：
在规定运行条件和动态工况下的功率输出测试；
在规定运行条件下的发电效率和热回收效率测试；
环境特性测试，包括废气排放、噪声等；
需要注意的是，标准不适用于输出电功率小于10 kW的小型固定式燃料电池发电系统，这类系统适用IEC 62282-3-201标准。标准还强调，输入燃料（如天然气、丙烷气、纯氢气等）的热值计算基于其在燃料电池发电系统边界处的状态进行。
3 核心内容解读：性能试验方法详解
GB/T 27748.2-2022标准详细规定了固定式燃料电池发电系统的九大类性能试验方法，这些试验方法全面涵盖了系统性能评估的各个方面。
上海汽检氢能实验室兆瓦级固定式燃料电池发电系统测试场地
3.1 效率试验
效率试验旨在通过测量输入发电系统的平均化学能、热能、机械能和电能，以及输出的平均电能和热能，准确评估燃料电池发电系统在规定运行条件和动态工况下的发电效率和热回收效率。
电效率计算：标准明确了电效率的计算方法，即燃料电池发电系统产生的平均净电功率与向燃料电池发电系统提供的总平均功率输入的比值。除非特别指定，使用低热值(LHV)作为计算依据；
热回收效率：除了发电效率外，标准还强调了对热回收效率的评估，这对于综合利用能源、提高系统总能效具有重要意义。
3.2 电功率和热功率的响应特性试验
通过测量和分析燃料电池发电系统在特定条件下的电功率输出的上升和下降响应特性，可以全面评估其工作性能和效率。
电功率响应时间：标准要求测量从电功率需求信号发出到达到90%额定电功率输出的响应时间；
热功率响应时间：对于设计为控制主要热功率输出的发电系统，标准要求测量热功率瞬变过程中的响应时间，包括额定热功率输出上升和下降的响应时间：
3.3 开机、关机特性试验
开机、关机特性试验是确保固定式燃料电池发电系统正常运行和稳定性的重要试验，用于评估系统的稳定性和可靠性，以确保其在各种操作条件下的正常运行。
启动时间：测量从启动信号发出到系统达到要求状态的时间；
关机时间：测量从关机信号发出到系统完全停止的时间；
启动能量：测量启动期间的能量消耗，需要在启动能量试验期间同时测量电功率输出和热功率输出。
3.4 吹扫气体消耗量试验
吹扫气体消耗量试验测量燃料电池发电系统在冷态或储存态、启动、正常关机、紧急关机下的吹扫气体消耗量，可用于评估燃料电池发电系统的吹扫效率、优化吹扫操作、比较不同系统性能以及制定维护策略。
试验要求分别测量五种条件下的吹扫气体消耗量：
①冷态条件；
②启动过程；
③正常关机过程；
④紧急关机过程；
⑤储存状态。
3.5 废气排放试验
废气排放试验测量固定式燃料电池发电系统在部分负载和/或最小负载情况下的废气排放水平，监测和控制燃料电池发电系统在运行过程中产生的废气排放，确保这些排放符合相关的环保标准。
试验要求在四种条件下进行排放测量：
①启动期间测量每一组分的峰值浓度；
②关机期间测量每一组分的峰值浓度；
③部分功率输出运行期间测量每一组分的量；
④额定功率输出期间测量每一组分的量。
测量指标包括颗粒物、硫氧化物(SOₓ)、氮氧化物(NOₓ)、二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、总碳氢化合物和氢气等。
3.6 噪声等级试验
噪声等级试验测量和分析燃料电池发电系统在额定工况下发出的噪声，分析其是否符合相关的噪声标准，确保系统不会对周围环境和使用者造成过度的噪声污染。
试验按照声学测量标准进行，需在发电系统处于冷态状况下测量背景噪音级，以确保测量结果的准确性。
3.7 其他试验项目
除了上述主要试验项目外，标准还规定了以下试验：
水消耗量试验：测量系统在不同功率水平下的水消耗量，需要测量和记录每次试验运行的持续时间以及水的净消耗量；
废热计算：通过公式计算废热，考虑燃料的平均体积流量、每单位体积燃料的输入能量、氧化剂的平均体积流量等因素；
排放水质量试验：根据规定进行排放水质量的测量，评估系统对环境的影响；
振动试验：测量系统的机械振动等级，需要在发电系统处于冷态状态下测量背景振动等级。
上海汽检在固定式燃料电池发电系统测试能力上，已经掌握了兆瓦级燃料电池系统测试能力，并已开展多项固定式燃料电池发电系统测试项目，建设中的发电扩展测评工具子链已具备了2.5MW发电测试能力。
4 结语与展望
GB/T 27748.2-2022 《固定式燃料电池发电系统 第2部分：性能试验方法》是固定式燃料电池领域的重要标准，为产品性能评价提供了全面、科学的试验方法。标准的实施将有助于提升我国燃料电池产品的性能和质量，促进氢能产业的健康发展。
关于我们
上海机动车检测认证技术研究中心有限公司氢能与燃料电池检测研究实验室配备50间独立试验室单元，纵向覆盖制氢-储化-加氢-用氢全链条环节，横向以测评认证服务为基础，扩展至标准规范、咨询设计、培训实训、装备开发、产业规划等全产业链条服务能力，致力于以泛能源为平台，形成完整的合格评定、标准、计量技术链条，构建氢能质量保证体系。
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