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国家标准计划《电解水制氢系统功率波动适应性评价方法》由 TC309(全国氢能标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 同济大学中国标准化研究院清华四川能源互联网研究院国家电网等

目录

基础信息

计划号
20240551-T-469
制修订
制定
项目周期
12个月
下达日期
2024-03-25
申报日期
2023-05-04
公示开始日期
2023-12-06
公示截止日期
2024-01-05
标准类别
环保
国际标准分类号
27.010
27 能源和热传导工程
27.010 能源和热传导工程综合
归口单位
全国氢能标准化技术委员会
执行单位
全国氢能标准化技术委员会
主管部门
国家标准委

起草单位

目的意义

能源和环境的可持续发展已成为全人类面临的重大挑战,其中减少碳排放实现碳中和已成为应对这一重大挑战的关键。

绿色清洁能源的大规模应用被认为是关键中的关键,特别是以风力发电和太阳能发电为代表的新能源技术被寄予厚望。

然而这类新能源具有间歇性、波动性及不可控性的天然特征,这对于未来电力系统需要其承担主力电源的战略定位挑战巨大。

为了应对这一挑战,加速发展储能技术与大规模应用是必然选择。

与众多储能技术相比,“氢储能”技术优势独特,其核心过程是通过电解水过程将电能转化为氢能,不仅具有适应规模大、储存周期长、投资成本低等优势,而且还突破了其它储能技术在特定地域范围内的“电-X-电”约束,打开电能转化应用的新途径。

由于其清洁高效,已氢能被认为是最为理想的储能介质和二次能源,与可再生能源发电系统耦合应用被认为是解决新能源电力系统可持续发展和氢能产业可持续发展的最完美实现路径。

对于耦合于新能源电力系统中的电解水制氢装备而言,具有良好的功率波动适应性已成为重要需求。

然而由于功率波动幅度、频率等变化的复杂性,势必会对电解制氢装备各种性能产生重要影响,如何评价电解制氢装备的功率波动适应性成为了一个重要课题。

然而,国内外对电解制氢装置功率波动适应性的研究方面基本处于空白,对功率波动适应性的认识基本停留在表面上,没有形成系统的测试评价方法,也有一个统一的认识,没有相关的测试方法标准;基于可再生能源的电解水制氢系统的适应性研究基本停留在试验室和小规模示范阶段,对系统运行特性及可能存在问题的理解不够全面和深入,结合重大科技项目深入开展电解制氢装备/系统功率适应性评价方法的研究和标准化工作都非常必要。

这对于提升新能源并网的电网功率调节能力、电解水制氢装备安全性和能源利用效率都具有十分重要的意义。

范围和主要技术内容

本标准适用于碱性电解水制氢系统和质子交换膜电解水制氢系统功率波动适应性评价与测试。 本标准规定了电解水制氢系统的功率波动适应性评价的测试范围、术语定义、测试条件、试验准备、测量仪器和测量方法、性能评价试验方法、试验报告等要求。 试验系统包含整流电源、电解槽、气液分离系统、氢气纯化系统(可选项)、碱液循环系统、热管理系统和控制系统,试验条件包括试验场所、试验环境温度。 试验准备包括试验计划、数据采集计划、试验前检查。 试验仪器包括测量电能输入的仪器、高频数据采集仪器、测量气体输出特性的仪器和测量环境条件的仪器,并且规定测试仪器的精确度要求。测量内容和方法包括电输入测量(电压、电流、电功率)、输出氢气测量(流量、纯度、温度、压力)、环境条件测量(湿度、气压、温度)。 试验方法包括冷/热启动试验(启动时间、启动功耗)、典型工况下稳态性能试验(试验方法、产氢量试验、能耗试验、效率试验)、变功率动态性能试验(试验方法、最大加/减载速率、功率调节范围、升降功率变化率)、停机试验(停机时间、停机功耗)等。 试验报告包括试验目的、试验仪器及设备、试验执行者姓名和资质、计算方法、实验结果的图表、试验结论。