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范围 　　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：倒如气体排放、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虑。 　　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)。 　　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、甲酵溶液等)的热值。 　　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／T 3767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／T 3767 1996，eqv ISO 3744：1994) 　　GB／T 2464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／T 7626(所有部分)直接作用模拟指示电测量仪表及其附件[idt IEC 60051(所有部分)] 　　GB／T 19000质量管理体系基础和术语(GB／T 19000--2000，ISO 9000：2000，IDT) 　　GB／T 17215 1级和2级交流静电式有功瓦特-小时表(IDT IEC 61036) 　　GB／T 17626.7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问波的测量和仪器仪表的通用指南(IDT IEC 61000—4-7) 　　GB／T 17860电测量仪器X-t记录仪(IEC 61143，IDT) 　　GB／T 17883 0.2S和0.5S级静止式交流有功电度表(GB／T 17883 1999，eqv IEC 60887：1992) 　　GB／T 20042.1—2005质子交换膜燃料电池术语 　　sJ／T 10423声级计通用技术条件 　　IEC 60359：1987电工和电子设备性能的表述 　　IEC 60688：2002将交流电转换成模拟信号或数字信号用的电测量变送器 　　IEC 61000—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、谐问波及电网信号低频抗扰度试验 　　IEC 61028：1991电气测量设备x—Y记录仪 　　ISO 4677一1调节和试验用大气相对湿度的测定第l部分：吸入式湿度计法 　　ISO 4677—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 　　ISO 5348机械振动与冲击加速计的机械安装 　　ISO 6060水质量化学需氧量 　　ISO 6568天然气用气相色谱法的简明分析 　　ISO 6974(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 　　ISO 6975天然气扩展分析气相色谱法 　　ISO 7934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／高氯酸钍法 　　ISO 9096 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 　　ISO 10396固定排放源气体浓度测定 自动取样 　　ISO 10523水质氢离子浓度测定方法 　　ISO 10707水质量含有机物的水介质生物化学需氧量的评定 　　ISO 10780 固定源排放物管道中气体流速和体积流量的测定 　　ISO 10849 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 　　ISO 11042—1燃气轮机废气排放第1部分：试验和评估 　　ISO 11042—2燃气轮机废气排放第2部分：排放的自动监测 　　ISO 11564 固定源排放物燃料气体中氮氧化物质量浓度的测定方法 　　3术语、定义和符号 　　3.1术语和定义 　　GB／T 20042.1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test ran  　　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％power response time 　　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thermal media 　　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 　　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：to=288.15K(15℃)； 　　标准压力：Po=101.325kPa。 　　4.2热值计算基础 　　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。 　　——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检验准备 　　6.1概述 　　本部分描述在进行检验之前应该考虑的典型项目。对于每项检验来说，应选择高精度的检测仪器及设备，以便将不确定因素减到最少。应准备一个书面的检验计划。有关的检验项目见表2。 　　下列各项应该列入检验计划： 　　a)目的； 　　b)检验规范； 　　c)检验人员资格； 　　d)质量保证标准(GB／T 19000或其他等效标准)； 　　e)结果不确定度(参见附录A)； 　　f)对测量仪器及设备的要求(参见第7章)； 　　g)检验参数范围的估计； 　　h)数据采集计划(参见6.2.2)； 　　i)必要时，列出以氢气作为燃料的最低安全要求事项(由最终产品制造者提供说明文件)。 　　6.2不确定度分析 　　6.2.1不确定度分析项目 　　为了评估检验结果的不确定度(见附录A)，应制订一个检验计划，对以下四个项目的检验结果应进行分析，计算出它们的绝对误差和相对误差，以便判定检验结果的不确定度和确定是否能满足客户的要求。 　　——电功率输出； 　　——电效率； 　　——热回收效率； 　　——总效率。 　　6.2.2数据采集和记录 　　为满足目标误差要求(见附录A的A.2)，数据采集系统和数据记录设备应满足采集频次与采集速度的需要，其性能应优于性能试验设备。 　　7试验仪器、设备和试验方法 　　7.1概述 　　本部分描述了发电系统的试验设备及其用法和注意事项。测量的设备类型和测量方法应符合有关标准和制造商确定的不确定度目标。如有必要，可以附加适当的外围仪器设备。 　　下列各项是用以检验发电系统性能的主要仪器和设备。 　　7.2仪器与设备 　　——输出、输入电能的测量仪器：电压表，电流表，功率表及其附件； 　　——测定燃料消耗的仪器：燃料流量计，压力传感器，温度传感器； 　　——测定燃料热值的仪器： 　　·气相色谱仪或相同精度的其他仪器； 　　·热量计或相同精度的其他仪器； 　　——测量回收热的设备：液体流量计，温度传感器和压力传感器； 　　——测定废气的成分和排放水质的装置： 　　·微粒、SOz、NOz、CO2、CO和碳氢化合物分析仪器； 　　·pH计和电化学传感器等水质分析仪器； 　　——测量噪声的工具：声压计等； 　　——测量振动的工具：振动测量仪，加速度表，拾振传感器； 　　——测量环境条件的仪器：气压计，湿度计和温度传感器。 　　7.3测量方法 　　7.3.1电功率 　　电气测量包括燃料电池发电系统的输出电能和辅助负载消耗的输入电能。测量应符合GB／T 7676、IEC 60359、GB／T 17883、IEC 60688和GB／T 17860.1。测量项目如下： 　　——功率； 　　——电压； 　　——电流； 　　——功率因数。 　　7.3.1.1测量准备 　　电功率表、电压表、电流表以及功率因数表的精度必须符合有关标准的规定。 　　7.3.1.2电气仪表的接入位置 　　为了测量输出功率，功率表、电压表，电流表和功率因数表应接在电能的输出接口处。 　　为了测量外部电源供电的辅助设备消耗功率，功率表、电压表、电流表和功率因数表应接在辅助设备电源的输入接口处。 　　7.3.2燃料消耗量 　　检验时，气态燃料或液态燃料都可使用，这主要取决于被试燃料电池发电系统的规格，但燃料热值在检验阶段必须一致。 　　7.3.2.1气态燃料 　　气态燃料特征应包括温度、压力和热值，热值应根据8.3.3.1计算。 　　7.3.2.1.1燃料成分 　　取样 　　发电系统运行期间，燃料气体的取样频次和样品个数，都应满足不确定度分析的需要。如果被分析气体成分不确定度符合目标不确定度的要求，可用瓶装气体代替取样气体。 　　燃料气成分测定 　　天然气是由甲烷和少量高碳化合物以及其他不可燃气体组成。别的燃料可能含有其他成分。甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷和氮气、二氧化碳、苯都应根据ISO 6568，ISO 6974和ISO 6975进行测定。氢气、氧气和一氧化碳等微量成分应根据ISO 6974和ISO 6975进行测定。硫化物(包括气味)应按ISO 6326进行测定。 　　7.3.2.1.2燃料流量 　　气体燃料消耗量可以通过体积流量计、质量流量计或涡轮流量计进行计量。如果上述方法不可行，则推荐使用喷嘴、孔板或文丘里流量计，使用要求符合GB／T 2624的规定。燃料流量计应与所用气体的压力相适应，其测量误差应符合目标不确定度的要求。有关流量计接人的位置和流量测量应符合如下规定： 　　——流量计的安装位置应靠近系统边界； 　　——燃料的温度和压力应在系统边界上同时测量。 　　7.3.2.1.3燃料温度 　　用来直接测量温度的仪器宜采用： 　　——带变送器的热电偶温度计； 　　——带变送器的热敏电阻温度计。 　　开始测量前，应确定温度传感器具有合适的精度，面且应置于靠近燃料流量计的上游处。 　　7.3.2.1.4燃料压力 　　压力测量可以采用压力传感器，自重仪或其他弹力型仪表。压力仪器设备必须适合于运行期间的压力，并且测量误差应满足不确定度分析的要求。测试前要检查管路以保证工作条件下无泄漏。如果发生压力波动，应在适当位置安装一个合适的阻尼装置。测得的燃料压力应是静压力，应该考虑速度的影响并消除这些影响。 　　7.3.2.2液体燃料 　　液体燃科的特征包括： 　　——密度； 　　——热值； 　　——黏度； 　　——温度； 　　——成分。 　　7.3.2.2.1液态燃料流量 　　精确测量发电系统的燃料流量可使用皮特管流量计、孔板流量计或文丘里流量计。也可使用包括位移流量计、质量流量计、体积流量计、涡轮流量计、液体刻度计量和直接称重计量方法。无论如何，应了解所用的燃料流量测量装置的误差，而且应满足误差计算要求。 　　测量点后不允许有燃料溢出或泄漏。 　　7.3.2.2.2液态燃料温度 　　用于直接测量温度的推荐工具是： 　　——带变送器的热电偶温度计； 　　——带变送器的热敏电阻温度计。 　　开始测量前，应确定温度传感器具有合适的精度，而且应置于靠近燃料流量计的上游处。 　　7.3.3热回收 　　传热介质可以是水、空气或其他介质，如油等。也可以根据被试发电系统的检验说明书来使用这些介质的组合。 　　传热介质的温度和压力应同时测量。 　　7.3.3.1传热介质流量 　　每种传热介质的流量都应采用合适的仪器，如喷嘴、孔板或文丘里流量计进行测量，并应符合GB／T 2624的规定，也可采用质量流量计或涡轮流量计。 　　测量之前，应选用适当量程和精度的流量计。 　　流量计应放置于靠近发电系统的边界处。 　　7.3.3.2热介质温度 　　测量之前，应选用适当量程和精度的温度计。温度计应放置于靠近燃料电池发电系统的边界处，应位于流量计的上游，确保温度传感器不与管壁相接触。 　　用来直接测量温度的工具包括： 　　——带变送器的热电偶温度计； 　　——带变送器的热敏电阻温度计。 　　7.3.3.3传热介质压力 　　本测量方法适用于测量包括蒸汽的气相介质。 　　a)测量应选用适当量程和精度的压力计，并校准； 　　b)压力传感器应放置于流体输送管线上流量计的上游，应靠近燃料电池发电系统边界处(流体输出和输入点)。在管线外面应包上足够的绝热材料； 　　c)对于蒸汽的冷凝应考虑适当补偿。 　　7.3.4吹扫气体流量 　　吹扫气体消耗量应按7.3.6规定的方法测定。 　　7.3.5氧化剂(空气)特征 　　氧化剂(空气)特征测定包括： 　　——温度； 　　——压力； 　　——成分(氧化剂特征会影响到燃料电池性能，氧化剂的成分应在检验报告中予以说明)； 　　——密度。 　　氧化剂的温度和压力应在系统边界上同时测量。 　　7.3.5.1氧化剂(空气)流量 　　氧化剂(空气)气体流量也应通过体积流量计、质量流量计或涡轮流量计进行测量。如果上述方法不可行，则推荐使用喷嘴流量计、孔板流量计或文丘里流量计，使用要求符合GB／T 2624的规定。流量计应与所用气体的压力相适应，其测量误差应符合目标不确定度的要求。有关流量计接人的位置和流量测量应按如下规定： 　　流量计的位置应靠近系统边界。 　　7.3.5.2氧化剂(空气)温度 　　用来直接测量温度的器具宜采用： 　　——带变送器的热电偶温度计； 　　——带变送器的热敏电阻温度计。 　　测量前，温度传感器应校准。温度传感器应安装在流量测量计的上游并朝向上游方向。 　　7.3.5.3氧化剂(空气)压力 　　氧化剂(空气)压力测量要求参见7.3.2.1.4。 　　7.3.5.4氧化剂(空气)成分 　　氧化剂成分应当通过气相色谱仪或其他适用设备进行测定。如果使用空气作为氧化剂，除非特别说明，氧化剂的成分应采用常压下的数据。 　　7.3.6其他流体流量 　　如有必要，吹扫气体、冷却水或者电池生成水流量等应通过下列方法之一进行测量。 　　a)标准喷嘴或者孔板流量计； 　　b)排水体积流量计； 　　c)其他特殊方法，如直接称重、量取体积，用质量流量计等。 　　7.3.7废气排放测量 　　如果燃料为纯氢，则可不进行7.3.8.4～7.3.8.5项测定。 　　7.3.7.1废气温度 　　用来直接测量温度的器具宜采用： 　　——有变送器的热电偶温度计； 　　——有变送器的热敏电阻温度计。 　　测量前，温度传感器应校准。温度传感器应安装在废气流量计和废气分析仪的上游并朝向上游方向。 　　7.3.7.2废气压力 　　废气压力测量要求参见7.3.2.1.4。 　　废气压力仪表应安装在废气流量计和废气成分分析仪的上游。 　　7.3.7，3废气流量 　　测量要求参见ISO 10780。也可采用质量流量计、体积流量计或涡轮流量计测量。如果喷嘴、孔板或文丘里流量计符合GB／T 2624，则这三种流量计也可使用。流量计应与所用气体压力相适应，并应满足不确定度分析的要求。 　　7.3.7.4微小颗粒物的浓度 　　测量要求参见ISO 9096、ISO 11042—1和ISO 11042—2。 　　7.3.7.5硫氧化物(SOz)和氮氧化物(NOz)的浓度 　　7.3.7.5.1硫氧化物(SOz) 　　测量要求参见ISO 7934、ISO 11042—1、ISO 11042—2和ISO 10396。维修时，其他能满足不确定度分析的适用方法也可采用。 　　7.3.7.5.2氯氧化物(NOz) 　　测量要求参见ISO 11564、ISO 10849、ISO 11042—1、ISO 11042—2和ISO 10396。维修时，其他能满足不确定度分析要求的适用方法也可采用。 　　7.3.7.6碳氧化物含量 　　7.3.7.6.1二氯化碳(CO2)含量 　　测量要求参见ISO 11042—1、ISO 11042—2和ISO 10396，CO。含量可根据燃料中碳的含量计算出。 　　7.3.7.6.2一氧化碳(CO)含量 　　测量要求参见ISO 11042—1、ISO 11042—2、ISO 10396。 　　7.3.7.7总碳氢化合物含量 　　测量要求参见ISO 11042—1、ISO 11042—2和ISO 10396。 　　7.3.7.8氧含量 　　测量要求参见ISO 11042—1和ISO 11042—2。 　　7.3.7.9氨含量 　　采用气相色谱仪或其他合适的方法测定废气流中的氢含量。 　　7.3.8排放水质量检测项目 　　对于燃料电池排放水的检测应包括： 　　——排放水的体积； 　　——排放水的温度； 　　——氢离子浓度(pH)； 　　一一生物化学需氧量，如有必要，还有化学需氧量； 　　——国家法规有限制而燃料电池发电系统可能排放的其他的排放物排放量。 　　7.3.8.1排放水的体积 　　测量要求参见7.3.6。 　　7.3.8.2排放水的温度 　　推荐使用下列仪器测定生成水的温度： 　　——有变送器的热电偶温度计； 　　一一有变送器的热敏电阻温度计。 　　7.3.8.3氢离子浓度 　　测量要求参见ISO 10523。 　　7.3.8.4化学需氧量 　　测量要求参见ISO 6060。 　　7.3.8.5生物化学需氧量 　　测量要求参见ISO 10707。 　　7.3.9可闻噪声等级 　　发电系统产生的噪声应采用符合SJ／T 10423规定的声级计来测量。此项试验应按照GB／T 1767的规定进行。 　　下列各项参数应按GB／T 1767确定： 　　a) 测量面(距发电系统外表面一定距离的一个包络面)； 　　b)测量点的数目； 　　c)背景噪声的影响。 　　噪声应由专业试验人员在规定的位置和距离上进行测定。 　　7.3.10振动值测定 　　振动测定应在发电系统按照制造商的使用说明书说明安装后，在正常运行时进行。测量点应为下列安装点： 　　通过制造商提供的安装构件将发电系统安装就位，安装点就是振动传播点。振动通过安装点从发电系统传递到安装地基，再传到地板、墙壁、天花板或制造商设计的其他支持构件。如果设计有多种安装结构，那么对每种安装结构都应进行测定。 　　振动测定位置应选择系统全部测点中振动最强的点，对于没有固定安装点的系统，就应通过动态分析或初步检验，来确定振动最强的铡量点。 　　为了确定每个测量点的振动特性，必须在互相垂直的三个座标方向上进行测量。 　　加速度计的安置应参照ISO 5348。 　　7.3.11总渡形畸变率 　　对于输出交流电的发电系统，必须测量输出电压的波形畸变率。测量方法见GB／T 17626.7和IEC 61000-4—13。 　　7.3.12环境条件 　　应测量环境的相对湿度、风速、大气压力和温度。环境相对湿度的测量见ISO 4677—1和ISO 4677-2。 　　环境风速测量见ISO 1669。涮量翦，温度和压力传感器应校准。 　　环境温度的测量可采用下列仪器： 　　——带变送器热电偶温度计； 　　——带变送器热敏电阻温度计。 　　环境大气压力测量可采用下列仪器。 　　——水银气压计； 　　——酒精气压计。 　　8检验方法和结果的计算 　　8.1检验计划 　　表2中列出的各项检验项目，应在下列不同的运行条件下进行 　　a)稳定输出额定功率； 　　b)稳定输出约50％额定功率； 　　c)待机状态(输出功率为0)； 　　d)稳定输出最大功率； 　　e)瞬变状态。 　　所有试验项目的运行状态条件见表3。 　　8.1.1环境条件 　　每一检验过程都应测量并记录如下的环境条件： 　　a)环境温度； 　　b)大气压力； 　　c)相对湿度； 　　d)风速。 　　8.1.2在稳定运行条件下可允许的最大变动量 　　在稳定运行条件下可允许的最大变动量见表4。 　　如果检验人员认为总的不确定度计算结果符合要求，则表4规定的允许偏差也可以超出。 　　8.1.3检验要求 　　下列检验需同时进行： 　　——电气输出功率和回收热量} 　　——燃料消耗和氧化剂消耗。 　　在上述检验实施的过程中，还应进行以下检验： 　　——水消耗；输出功率的动态响应； 　　——启动／关机； 　　——吹扫气体消耗量。 　　8.2检验持续时闻和记录频次 　　应根据被测发电系统的类型来确定适当的试验持续时间和记录频次。应根据检验过程中的数据波动、平均值的稳定性和“不确定度分析”的要求来确定测得数据的数量和检测设备的台数，详见附录A中的A.5章。 　　对于电功率输出，电效率和热回收效率(如需提供)的检验应连续做三次，每次试验的持续时间不少于10min。具体情况视最终误差分析结果而定。 　　8.3结果计算 　　8.3.1电功率 　　在表3中描述的三种不同系统状态条件下，输出功率和输入功率应在同一试验过程中进行测量，试验方法在7.3.1中给出。 　　8.3.1.1输出的电功率 　　根据检测到的电压、电流和功率因数计算输出功率P0，计算方法如下： 　　三相电输出功率，按式(1)计算： 　　8.3.3燃料的能量计算 　　8.3.3.1气态燃料 　　8.3.3.1.1燃料的能量计算 　　在温度tr和压力Pr的条件下，燃料的能量按式(7)计算： 　　8.3.7.1.1独立发电系统可承受的最大瞬时输出功率 　　对作为单独(即独立于电网)连续运行而设计的发电系统来说，本检验程序就是在不改变运行模式 的情况下，测定该系统所能承受的最大瞬时输出功率。本项检验应配备电阻性负载。 　　在检验过程中，应按7.3.1的要求对净输出功率随时进行监测。发电系统的净输出功率稳定值(见8.1与表4)发生在20ms内的波动是发电系统所能接受的。此时，只监测净输出功率，不稳定的和表4中列出的其他参数以及系统固定参数(由制造商定义)、总波形畸变都不考虑。 　　制造商应规定目标瞬时值的大小。例如可指定57％作为最大瞬时值。试验由目标值开始。若试 验成功，则按照制造商给定的更高标准进一步验证系统的更大能力；若最初试验失败，则要按制造商要 求降低标准进行试验。总之，至少应有一次成功的试验，作为检验结果报告。 　　若起始稳态的净输出电功率为0，即系统处于待机状态，则得到一个上升瞬变过程。 　　若起始稳态的净输出电功率等于100％额定功率，则得到的是下降瞬变过程。 　　8.3.7.1.2 独立发电系统净输出功率瞬时值 　　对独立运行的发电系统来说，净输出功率响应时间应在与电流波形畸变(THD)2及电压波形畸变(THD)相关的两个稳定状态之间测定，此时8.3.7.1.1所说明的可承受的最大瞬时输出功率，必须是来自发电系统供电的电阻性负载(见图3)。 　　净输出电功率的响应时问应通过式(19)和式(20)计算求得： 　　8.3.7.1.2.1独立发电系统由额定功率状态下降至稳定的Till)状态 　　——燃料电池发电系统在输出额定功率的状态下稳定运行； 　　——将一信号送至燃料电池系统的控制器，该信号应等于8.3.7.1中所述确定下降瞬变过程的瞬时值所要求的信号； 　　——根据控制信号燃料电池系统减少功率输出； 　　——检测和记录从最初的信号发出，到THD值变化后达到表4中的要求值、确定新的稳定运行状态的响应时间。 　　8.3.7.1.2.2 独立发电系统由最小输出功率上升至稳定的T皿状态 　　——发电系统在最小功率输出的稳定操作状态下运行； 　　——将一信号送至发电系统控制器，该信号控制系统功率上升至8.3.7.1中所述值； 　　——根据控制信号燃料电池系统增加功率输出； 　　——检测和记录从最初的信号发出，到THD值变化后达到了表4中的要求值的响应时间，此过程中应根据THD确定在稳定的运行条件下。 　　8.3.7.1.3独立发电系统上升或下降90％输出功率的功率响应时间 　　对作为独立电站设计的燃料电池发电系统，3.1_2所定义的净输出电功率的功率响应时间，应在与达到90％所需功率有关的两个运行条件下测定，此时，8.3.7.1.1所说明的最大可承受的瞬时输出电功率的瞬时值，必须是来自燃料电池发电系统供电的电阻性负载。 　　净输出电功率的响应时间应按式(21)和式(22)计算求得(见图4)： 　　8.3.7.1.3.1独立发电系统功率下降到整个瞬变过程输出功率90％的响应时间 　　——燃料电池发电系统在额定功率输出的稳定操作状态下运行； 　　——将一信号送至燃料电池系统控制器，该信号控制系统功率下降至8.3.7.1中所述值； 　　——根据控制信号燃料电池系统减小功率输出； 　　——检测和记录从最初的信号发出至下降到整个瞬变过程90％输出功率的响应时间。 　　8.3.7.1.3.2独立发电系统功率上升到整个瞬变过程输出功率90％的响应时间 　　——燃料电池发电系统在最小功率输出的稳定操作状态下运行； 　　——将一信号送至燃料电池系统控制器，该信号控制发电系统功率上升至8.3.7.1中所述值； 　　——根据控制信号燃料电池系统增加功率输出； 　　——检测和记录从最初的信号发出至上升到整个瞬变过程输出功率90％的响应时间。 　　8.3.7.2热能输出响应 　　本条适用于同燃料电池发电系统最初和其他运行模式下的热能输出试验。 　　在热能输出的过程中应测定热能响应时间。根据7.3.1和7.3.4中的规定，在试验期间应随时测定电能和热能的输出。 　　8.3.7.2.1额定热能输出的响应 　　热能输出和额定热能输出之间的热能变化率根据图3和式(23)与式(24)来计算： 　　8.3.7.2.1.1热靛输出下降的响应时间测量 　　——燃料电池发电系统在额定热能输出的稳定状态下运行； 　　——将热能输出下降信号送至燃料电池系统控制器} 　　——燃料电池系统根据控制信号减小热能输出； 　　——测定从最初的信号发出至下降到最小热能输出的响应时间，若不超过计算的±2％则符合要求。 　　8.3.7.2.1.2热能输出上升的响应时间测量 　　——燃料电池发电系统在最小热篚输出的稳定状态下运行； 　　——热能输出上升信号送至燃料电池系统控制器； 　　——燃料电池系统根据控制信号增大热能输出； 　　——测定从最初的信号发出至上升到额定热能输出的响应时间，若不超过计算的±2％则符合要求。 　　8.3.7.2.1.3热能输出下降至90％的响应时间测定 　　——燃料电池发电系统在额定热能输出的稳定状态下运行； 　　——将系统热能输出下降信号送至燃料电池系统控制器； 　　——燃料电池系统根据控制信号减小热能输出； 　　——检测从最初的信号发出至下降到90％热能输出的响应时间，若不超过计算的±2％则符合要求。 　　8.3.7.2.1.4热能输出上升至90％的响应时间测定 　　——燃料电池发电系统在最小热能输出的稳定状态下运行； 　　——通过额定电子负载将系统热能输出上升信号送至燃料电池系统控制器； 　　——燃料电池系统根据控制信号增大热能输出； 　　——检测从最初的信号发出至上升到90％热能输出的响应时间，若不超过计算的±2％则符合要求。 　　8.3.8开机、关机特性 　　试验包括以下几项： 　　a)启动时间； 　　b)关机时间； 　　c)启动所需能量。 　　按所定义的蓄能和待机两种状态和图3所示的附加的信息，上述a)项和b)项试验测定的是由最初信号发出到系统实现启动或停机的时间。 　　上述c)项试验测定的是系统开机所需要的能量。根据7.3.1和7.3.3中的描述，在进行c)项试验的过程中应随时检测电能和热能的输出。 　　8.3.9吹扫气体消耗 　　根据7.3.6测量吹扫气体的流量。在下列情况下分别测量吹扫气体消耗量： 　　——冷态；启动； 　　——正常停机； 　　——紧急停机； 　　——蓄能状态。 　　在正常停机和紧急停机完毕后吹扫时，吹扫气体的消耗量，m3／5。 　　8.3.10水的消耗根据7.3.6中的规定，在表3的操作条件下应测量水的消耗量qvw，(m3／h)。 　　在试验过程中，对系统的功率应做检测和记录。 　　在试验运行过程中对于试验时间应作相应的记录。 　　在每次试验运行过程中对于水的净消耗量应作相应的检测和记录。 　　试验和记录每一运行过程中水的累计消耗量。 　　8.3.11氧化剂(空气)消耗 　　根据7.3.5.1中表4的内容测量氧化剂的消耗量。 　　根据测定的氧化剂的流量按式(25)和式(26)计算其体积流量和质量流量： 　　8.3.12氧化剂(空气)能量的计算 　　当热的氧化剂(空气)或压缩的氧化剂(空气)直接输送到燃料电池发电系统时，氧化剂(空气)的能量将根据氧化剂(空气)在系统接口处的条件来进行计算。 　　8.3.14废气排放量 　　8.3.14.1废气排放测试条件 　　废气排放的试验在下列条件进行： 　　一一按7.3.7所述测定启动过程每一组分的峰值浓度。 　　——按7.3.7所述测定关机过程每一组分的峰值浓度。 　　——在8.1中描述的部分载荷运行期间，对7.3.7中所介绍的各组分总量进行测量。 　　——在额定功率输出操作期间，对7.3.7中所介绍的各组分总量进行测量。 　　依照7.3.7和表4的规定，应随时测量二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)和总碳氢化合物和氢气的 排放量。废气温度、压力和流量都应分别按照7.3.7.1、7.3.7.2和7.3.7.3中的说明进行测量。 　　8.3.14.2气体排放量 按式(31)计算废气排放量： 　　根据标准ISO 7934，R值应按照实际环境的温度、压力和干／湿条件随时校正。 　　测取废气中氧的浓度并写入试验报告。 　　8.3.15噪声 　　应测量发电系统运行过程中产生的噪声。为了测得噪声的最大值，启动至关机要同7.3.9和表3一致。 　　背景噪声的校正应按GB／T 1767中的规定进行。 　　对于最大噪声校正、相应的系统运行条件和输出功率应详细写入试验报告。 　　8.3.16振动 　　根据7.3.10的规定，燃料电池发电系统产生的振动应在下述运行过程中测量。背景振动应在系统停机状态下测量。 　　从系统冷态启动，瞬变过程开始时起就应监控其振动，应在逐渐增加负载直到额定负载的过程中测定振动。振动测定也应在稳定运行于额定负载时进行，还应从额定负载开始监控下降瞬变过程系统的振动，并测取系统下降瞬变过程直到其达到稳定状态或冷态过程的振动，以求测得最大的振动值。最大振动值应写人试验报告，系统停机状态的背景振动值也应写人试验报告。 　　对测得的最大振动值，应根据以下程序按背景振动进行修正。最大振动值和背景振动值之差值应以分贝为单位。最大振动修正值见表5。如果测得的最大振动值大于背景振动值10dB，则不必修正；如果这一差值小于3dB，且背景振动值的测量也是可靠的，则不必修正。 　　对于振动很低的系统，其振动值可能很低，可能低于10dB，对于这样的系统，也不必进行背景振动修正。 　　如果系统在正常运行条件下的最大振动值和背景振动值之差在3dB～9B之间，则使用表5进行修正计算。 　　8.3.17生成水量 　　根据7.3.8和表3进行生成水量的测量。 　　9试验报告 　　根据所做试验，试验报告应提供足够多的正确、清晰和客观的数据用来进行分析和参考。报告应包含第8章中所有的数据。报告有三种形式，摘要式、详细式和完整式。每个类型的报告都应包含相同的标题页和内容目录。 　　9.1标题页 　　标题页应介绍下列各项信息： 　　——报告编号(可选择)； 　　——报告的类型(摘要式、详细式和完整式)； 　　——报告的作者； 　　——试验者； 　　——报告日期； 　　——试验的场所； 　　——试验的名称； 　　——试验日期和时间； 　　——发电系统鉴定和制造商的名称； 　　——用于试验的燃料种类； 　　——试验申请单位。 　　9.2内容目录 　　每种类型的报告都应提供一个目录。 　　9.3摘要式报告 　　摘要式报告将包括下列各项数据： 　　——试验的目的； 　　——试验的种类，仪器和设备； 　　——所有的试验结果； 　　一一每个试验结果的不确定因素； 　　一一每个试验结果的确定因素； 　　——热回收液体的回收热量、压力和温度的测定； 　　——摘要性结论。 　　9.4详细式报告 　　详细报告除包含摘要式报告的内容外，还应包括下列各项数据： 　　——燃料电池发电系统的类型、操作方式和试验系统流程图； 　　——仪器和设备的安排、布置和操作条件的描述； 　　——仪器设备校准情况； 　　——用图或表的形式说明试验结果； 　　——试验结果的讨论分析。 　　9.5完整式报告 　　完整报告除了包含详细内容，还应有原始数据的副本，此外还应包括下列各项 　　——试验进行时间； 　　——用于试验的燃料电池堆数和测量设备的精度； 　　——试验的环境条件； 　　——试验者的姓名和资格； 　　——完整和详细的不确定度分析； 　　——燃料分析结果。