解析煤矿瓦斯发电厂并网对电网的影响
解析煤矿瓦斯发电厂并网对电网的影响
频率 与机组 的发 电频率相 同。 因为煤 矿瓦斯发 电厂机 组的容量偏 小 ， 因 而 其在 系统中的比重也偏 小 ， 所以 ， 启、 停 煤矿 瓦斯 发电厂机 组并不会 直接 影响整 个系统 的频率 ， 然而 ， 煤 矿瓦斯发 电厂机 组的运行 会直 接受
到整 个电力系统 频率 的影响 。 煤 矿瓦斯发 电厂 机组并 网运 行过程 中， 可 １ 煤矿 瓦 斯发 电 １ ． １煤矿 瓦斯发 电的主要优势 通 过 煤矿 瓦斯发 电厂机组 同步 发电机 ， 保证 电网频率 和发 电机频 率的 第一 ， 甲烷 是煤矿 瓦斯的 基本成分， 也是大 气中的主要温 室气体构 致性 。
环
解析煤矿瓦斯发电厂并网对 电网的影响
王竹 南
阜新矿业集团瓦斯综合 利用公司 辽宁阜新
１ ２ ３ ０ ０ ０
发电厂的建设和应用情况进行了 分析， 以此 为基础深 入分析了煤矿瓦斯 发电
【 摘要】笔者对煤 矿瓦斯发电 的基本内涵， 以及现 阶段我 国 煤 矿瓦斯 应在 高功率 因数下使用煤矿瓦 斯发电厂机组 。 ３ ． ２对运行 频率范围的影响
加， 工程 施工成本 有所 降低。
１ ． ２ 煤矿瓦斯发电系统构成 运行 的稳定 性， 若 一个 电力负荷点发 生电压 质量的不 良改变 ， 则整个 电 瓦斯发 电指的 是在开 采煤 矿 的过程 中， 通 过燃烧 瓦斯 气 中所产生 力系统 都会受到 影响 ， 严 重者还会造 成整个系统 电压的完 全崩溃， 影 响 的热能 ， 获 得大量 的电能 ， 是一种 能量转 化的过 程 。 汽 轮发 电机 、 燃气 电力用户 的正常用 电。 所以， 应对瓦斯 发电厂并 网运 行的 电压 实施 良好
容光煤矿瓦斯发电运行效益浅析
２ ． ２ ． １ 基本 电 费
因瓦 斯浓 度 和 抽 放量 不 是 恒 量 ， 而 是 实 时变 化
尽管瓦斯发 电并网后可以 自发 自用 ， 但为保证
的， 因而造成了瓦斯发电输 出电压不稳定 ， 正弦波畸 供 电可靠性和连续性 ， 上级 电网必须为其预 留最大 Ｉ Ｔ Ｉ ， 压 力呈 增大 的趋 势 ； １ ２ ５ ０ Ｉ ｎ ， 压力 呈下 降趋 ４ 结 论 势 。根据 顶 板 超前 支 承 压 力理 论 分 析 ， 工 作 面超 前 通 过对郭家河煤矿 １ ３ ０ １ 首采综放工作 面矿压 支承压力在煤壁前方约 １ ２ Ｉ ｎ 处达到峰值 ， 而后慢慢 规律的研究 ， 有效保证了 １ ３ ０ １ 综放工作面的安全高 降低 ， 达到 原岩应 力 ， 直 至不受 工作 面 采动影 响 。 效生产， 完善了该矿安全开采技术的应用 ， 大大减轻
此， 上级 电网必须预留矿井的用电容量， 以保证瓦斯 发 电站不能正常运行时的正常供电， 即矿井的供 电
可 靠性 和连 续性 必须 由上 级 电网保证 。
２ ． ２ 容 。
２ 发、 用 电费 用 组 成
２ ． １ 瓦斯发 电的特点
容 光 煤 矿 瓦斯 发 电运 行 效 益 浅 析
顾敬春
（ 贵州黔源能发公司， 贵州 遵义 ５ ６ ３ ０ ０ ０ ）
摘
要： 高 瓦斯 矿 井井下 瓦 斯抽放 是保 证矿 井 安全 的基 本程 序。 利用 瓦斯 进行 发 电 ， 有利 于环
境保护 ， 降低企业成本。从容光煤矿 瓦斯发 电站运行前后的电费支 出情况 ， 阐述 了利用瓦斯发
２ ０ １ ３ 年第 ４ 期
Ｎｏ ． ４ ２ ０１ ３
煤
炭
光伏发电对电网的影响分析
光伏发电对电网的影响分析场址选择，若未考虑并入电网的电网容量、结构及其可容纳的最大容量，以及光伏电站上网规模与电网是否匹配等因素，可能造成电损、电缆成本增加甚至影响电网的正常运行、影响电网稳定性。
1.谐波影响谐波影响是光伏电站系统设计中不容忽视的重要因素。
太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过并网型逆变器将直流电转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，并入电网。
逆变器主要元器件是绝缘栅双极晶体管或者整流二极管等，而这些元器件具有非线性阻抗特性，在其运行过程中会使原本正弦波的电压偏离，即电压正弦波畸变，也就是通常说的谐波。
若光伏电站滤波设备选型不合理或出现故障，谐波将使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁；谐波亦可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁，还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱，对电力系统外部通信设备和电子设备会产生严重干扰。
2.孤岛效应在光伏发电系统的电子电路中，孤岛效应是指电路的某个区域有电流通路而实际没有电流流过的现象。
在电容器串联的电路里，只有与外电路相连接的两个极板（注意：不是同一电容器的极板）有电流流动（电荷交换），其他极板的电荷总量是不变的，所以称为孤岛。
孤岛是一种电气现象，它发生在一部分的电网和主电网断开，而这部分电网完全由光伏发电系统中的逆变器持续给负载供电的电气现象，即电网失压时，光伏系统仍保持对失压电网中某一部分线路继续供电的状态。
由于孤岛效应不仅会损害公众和维修人员的安全及供电的质量，在自动或手动重新闭合供电开关向孤岛电网重新供电时有可能损坏设备。
孤岛效应发生时，若负载容量与光伏电站并网容量不匹配，则可能造成逆变器的损坏。
3.其他影响1.由于光伏发电装置的实际输出功率随光照强度的变化而变化，输出功率不稳定，并网时对系统电压有影响，造成一定的电压波动。
浅谈瓦斯发电站作为矿井应急保安电源的思路
浅谈瓦斯发电站作为矿井应急保安电源的思路煤炭是我国重要的支柱产业，承担着我国三分之二的能源消耗。
近年来煤炭开采量不断增加，如何保证煤矿安全，减少重大、特大事故的发生十分重要。
电力在煤炭安全生产中地位十分重要，因此必须要采取有效措施保证供电的可靠性与安全性。
本文对煤矿供电现状进行分析，并提出瓦斯发展点在矿井应急保安电源中运用的思路与可行性，以为煤炭行业的快速稳健发展提供參考。
标签：瓦斯发电站；矿井；保安电源近年来随着智能技化设备、电子计算机等相关电子设备在煤矿开采中的运用，煤矿对于电力安全的依赖显著增加，若用电过程中受到较大浪涌电压涌入等问题，就会导致系统瘫痪、设备损坏，甚至危及工人生命，因此采取有效措施保护煤矿电源势在必行。
1、煤矿供电现状根据煤矿规模大小的不同，目前煤矿的供电方式基本为：从电网110KV→电网（或煤矿）35KV变电所→煤矿6KV（或10KV）变电所→电机设备。
目前煤矿供电均为双回路供电，但当电网的110KV或35KV供电系统出现跳闸时，同样会造成矿井停电，特别是在雷雨季节受到雷电的冲击更容易使电网系统跳闸，很多煤矿每年停电事故会发生多起。
在系统出现停电后，同时造成矿井的抽放泵、主扇、井下主水泵等一类用电负荷停运，容易造成井下瓦斯超限、被水淹等危险，给矿井的安全生产带来很大危险。
目前煤矿供电采用保安电源方式如下：1.1双回路供电目前煤矿供电设计均采用双回路供电方式，也是最为稳定可靠的方式。
但很多都是从煤矿附近不同的电网变电所引来的，其上一级均是同一回线路，当上一级线路出问题时，煤矿同样面临全停的问题。
1.2备用柴油发电机很多煤矿采用柴油发电机组作为备用电源来保障主要设备的用电，是基于煤矿供电安全设计及验收的要求进行配套的。
但在实际生产过程中这些柴油发电机基本属于摆设，根本用不上。
主要存在以下问题：一是当系统停电后不能实现无缝对接，只能在停电后进行柴油发电机的启动工作，从启动到正常供电，存在一定的时间差。
煤矿开采的瓦斯利用
瓦斯在其他领域的利用
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除了上述领域外，瓦斯还可以在农业 、工业等领域得到利用。
在农业领域，可以利用瓦斯为温室大 棚提供热量和二氧化碳气肥，促进植 物生长。
在工业领域，可以利用瓦斯作为燃料 气或原料气，用于生产过程或实验研 究等。
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对大气的污染和碳排放。
在我国北方地区，瓦斯供暖 技术得到了广泛应用，为冬 季供暖提供了新的能源选择 。
瓦斯化工利用
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瓦斯化工利用是将煤矿中的瓦斯 转化为合成气或直接用于化工生 产的过程。
通过瓦斯化工利用，可以将煤矿 中的瓦斯转化为高附加值的化工 产品，如甲醇、甲醛、醋酸等， 实现资源的最大化利用。
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SUMMARY
煤矿开采的瓦斯利用
汇报人：可编辑
2023-12-31
目录
CONTENTS
• 瓦斯利用概述 • 煤矿开采中的瓦斯管理 • 瓦斯利用技术 • 瓦斯利用的挑战与解决方案 • 瓦斯利用的未来展望
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01
瓦斯利用概述
瓦斯定义与特性
瓦斯定义
瓦斯是一种由甲烷为主要成分的天然 气，常温常压下呈气态。
瓦斯特性
瓦斯具有易燃易爆、无色无味、低密 度、低热值等特性。
瓦斯利用的重要性
能源利用
瓦斯是一种清洁能源，可用于发 电、供暖、工业燃料等领域，有 助于降低对化石燃料的依赖。
新能源发电对电网稳定性有何影响
新能源发电对电网稳定性有何影响在当今世界，随着环保意识的不断增强和对传统能源依赖的减少，新能源发电正在迅速崛起。
新能源发电包括太阳能发电、风能发电、水能发电、生物能发电等多种形式。
这些新能源的利用为我们提供了更加清洁、可持续的能源供应，但同时也给电网的稳定性带来了一系列的影响。
首先，新能源发电的间歇性和随机性是影响电网稳定性的一个重要因素。
以太阳能发电为例，其发电功率取决于日照强度和时间，而日照情况会受到天气、季节和地理位置等因素的影响，具有明显的间歇性和不确定性。
风能发电也存在类似的问题，风速的变化会导致风力发电机组输出功率的波动。
这种间歇性和随机性使得新能源发电的输出难以预测和控制，如果在电网中所占比例过高，可能会导致电网供需失衡，电压和频率出现波动，影响电网的稳定运行。
其次，新能源发电的接入位置和接入容量也会对电网稳定性产生影响。
如果大量的新能源发电集中接入电网的某一区域，可能会导致该区域的潮流分布发生较大变化，增加电网的输电压力和损耗。
此外，如果接入容量超过了电网的承受能力，可能会引发电网的过载和短路等故障，严重时甚至会导致电网崩溃。
再者，新能源发电的电力电子设备也给电网稳定性带来了新的挑战。
在新能源发电系统中，如太阳能逆变器、风力变流器等电力电子设备被广泛应用。
这些设备的快速开关动作会产生谐波，对电网的电能质量造成影响。
谐波可能会导致电气设备发热、损耗增加，甚至引发误动作，影响电网的安全稳定运行。
同时，电力电子设备的控制策略和响应速度也会影响其与电网的交互作用，如果控制不当，可能会导致系统的稳定性降低。
另外，新能源发电的低惯量特性也对电网的频率稳定性构成威胁。
传统的同步发电机具有较大的转动惯量，能够在系统功率出现不平衡时，通过转子的动能释放来维持频率的稳定。
而新能源发电通常通过电力电子设备接入电网，其转动惯量较小，对系统频率变化的支撑能力有限。
当电网出现较大的功率缺额或盈余时，新能源发电难以迅速响应，可能会导致频率的快速变化，超出允许范围，影响电网的正常运行。
煤矿三化一工程方案
煤矿三化一工程方案一、煤矿三化一工程概述煤矿三化一工程是指对煤矿生产过程中的瓦斯、煤尘和污水进行资源化、减排和综合治理的工程项目。
其目的是在保障煤矿生产的基础上，最大程度地减少对环境的影响，提高资源利用率，实现煤矿生产的可持续发展。
具体来说，煤矿三化一工程包括三个方面的内容：1、煤矿瓦斯综合利用工程。
通过瓦斯发电、化工利用、地质储存等方式，将瓦斯资源化利用，减少瓦斯排放，同时提高矿井安全生产水平。
2、煤矿煤尘治理工程。
采取洗选、喷洒、覆盖等技术手段，减少煤矿生产过程中产生的煤尘，保护矿工健康，改善环境质量。
3、煤矿污水处理工程。
通过提升水处理站技术水平，实施零排放、固液分离等工艺措施，减少煤矿生产过程中的污水排放，减轻对水资源的压力。
4、煤矿环境综合治理工程。
通过资源综合利用、绿化覆盖、环境监测等措施，整体改善煤矿生产环境，提高煤矿地区的生态环境质量。
二、煤矿瓦斯综合利用工程1、瓦斯发电项目（1）建设瓦斯发电厂：选址在煤矿附近，充分利用瓦斯资源，实现发电自给，剩余电力可销售给当地电网。
（2）新建或改造瓦斯发电机组：采用先进的瓦斯发电技术，提高瓦斯利用率，同时减少对环境的污染。
2、瓦斯化工利用项目（1）投资建设煤矿瓦斯甲醇项目：利用煤矿瓦斯制取甲醇，用于化肥、涂料、塑料等工业领域。
（2）建设煤矿瓦斯一氧化碳加氢制乙烯项目：将瓦斯中的一氧化碳资源化利用，生产乙烯产品。
3、地质储气项目（1）开展煤层瓦斯地质储存技术研究：将煤矿瓦斯注入地下空洞进行储存，以备后续利用。
（2）建设地下瓦斯储气库：利用煤矿地下空间，将瓦斯储存起来，待需要时进行释放利用。
三、煤矿煤尘治理工程1、煤矿洗选技术改造项目（1）更新洗选设备：采用高效颗粒分选技术，提高煤矿洗选产率，减少煤尘产生。
（2）增加煤尘收集设备：安装集尘器、湿式除尘设备等，对煤矿产生的煤尘进行全面收集和处理。
2、煤矿喷洒降尘项目（1）建设自动喷洒系统：在煤矿生产场景、煤堆存储区、运输装载区等关键区域，设置自动喷雾装置，降低煤尘扩散。
瓦斯发电作为分布式电源在电力系统中应用与论文
瓦斯发电作为分布式电源在电力系统中的应用与研究摘要：本文介绍了分布式发电中煤矿瓦斯发电技术的优越性及潜在的经济效益和社会效益，并结合电力系统进行了相关分析，尤其对煤矿瓦斯发电及并网后对电网产生的影响进行了一定的研究。
关键词：瓦斯发电分布式发电中图分类号:tm61 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2011)10(c)-0000-00近年来，随着可持续发展思想成为国内能源应用的主题，如何更好的利用可再生能源来进行电力生产已经成为分布式电源的重要发展方向。
在此方向下，瓦斯发电受到了越来越多的重视及利用，建设装机容量逐年增加。
本文对采用煤矿瓦斯发电作为分布式电源的应用要求、特点及对现有电网的影响进行了一定的研究。
1 分布式电源定义分布式电源通常是指以沼气或煤层气等气体作为燃料的内燃机或者燃气轮机来进行发电、太阳能光伏发电、小型风力发电等。
由于其在环保、节能、能源结构多样化等各个方面的优越性，以及电力供给市场化的大势所趋，使这种发电技术得到了充分的关注。
根据目前的研究，这种发电技术可应用于医院、写字楼、商厦、宾馆、大型会场等场所，经济效益和社会效益十分显著。
2 分布式发电对电力系统的影响(1)对发电、输电系统的影响：采用分布式发电后，将大大减少对于集中式发电厂和远距离输电线的需求。
首先，分布式发电可以满足很大一部分的新增负荷；其次，获益于分布式发电的削峰填谷、平衡负荷的作用，将在很大程度的提高已有发电设备的运行效率，这将大大降低那些仅为满足高峰负荷需求的发输电设施的投资规模。
(2)对配电系统的影响：分布式发电技术的应用，将根本性的改变配电系统的结构，将其变为一个遍布电源和用户的互联的网络。
这虽然提高了整体结构的灵活性和应变能力，但是配电系统的控制和管理也将变得更加复杂。
这体现在：①分布式发电的引入会使传统的配电网络规划、运行(如电压控制策略)彻底改变；②对配电网络自动化和需求侧的管理也将重新布局；③随着分布式电源的曾加，分布式电源之间的相互协调和调度也变得越来越重要，相关的法律和行业规范也需要妥善制定。
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解析煤矿瓦斯发电厂并网对电网的影响
【摘要】笔者对煤矿瓦斯发电的基本内涵，以及现阶段我国煤矿瓦斯发电厂的建设和应用情况进行了分析，以此为基础深入分析了煤矿瓦斯发电的主要优势和应用价值，同时，根据我国电力系统建设和运行的基本情况，探讨了电网系统所受的煤矿瓦斯发电厂并网的影响，并分析了功率因数、运行频率、电压波动、供电电压和系统网损等对电力系统的影响。
【关键词】煤矿瓦斯发电厂；并网；电网
1、煤矿瓦斯发电
1.1 煤矿瓦斯发电的主要优势
第一，甲烷是煤矿瓦斯的基本成分，也是大气中的主要温室气体构成成分，其所产生的大气臭氧破坏作用约为CO2的22倍左右，若充分开发利用煤矿瓦斯，则能够大大减少碳的排放量。
第二，在各类煤矿事故中，煤矿瓦斯所导致的事故发生率最高，我国约有70%至80%的煤矿矿难的发生原因都在于瓦斯突出或爆炸，抽取煤矿瓦斯能够显著降低煤矿安全事故的发生率，降低矿道内瓦斯的含量。
第三，煤矿瓦斯的开发利用具有较大的经济效益，随着近年来国内外煤炭、天然气等传统能源价格的逐步提高，相关领域对于煤矿瓦斯开发利用的价值也逐渐受到了人们的关注，且煤矿工程的开采量也逐渐增加，工程施工成本有所降低。
1.2 煤矿瓦斯发电系统构成
瓦斯发电指的是在开采煤矿的过程中，通过燃烧瓦斯气中所产生的热能，获得大量的电能，是一种能量转化的过程。
汽轮发电机、燃气轮机和燃气发动机是现阶段煤矿瓦斯发电过程中最为常用的三种发电形式。
余热利用系统、并网供电系统、发电机组、煤层气输送系统是煤矿瓦斯发电厂的主要构成部分：第一，余热利用系统。
通过利用煤矿瓦斯发电过程中出现的热量，能够有效降低常规能源的消耗量，改善人民的生活和工作环境。
第二，并网供电系统。
利用变压等设备将所发电能并入主电网。
第三，发电机组系统。
利用瓦斯爆炸做功发电的机组和辅助设备。
第四，煤层气输送系统。
将瓦斯气体利用管道由井下输送至地面的发电设备。
2、煤矿瓦斯发电厂并网运行
2.1 并网运行的基本内涵
并网运行指的是在正常运行的瓦斯发电机组工作状态下，与常规配电网主回
路中所产生的电气连接，通常将连接点称为“公共连接点”。
经过逆变器连接、经过变压器连接、电缆直接连接等是电气连接的常用方式。
2.2 并网方式
根据有无电网功率交换，通常可将煤矿瓦斯发电机组并网运行划分为并网不上网和普通并网两类，其中，前一类指的是禁止外送瓦斯发电机组功率，也就是功率流向仅仅是由电网至瓦斯发电机组；后一类指的是向电网输送瓦斯发电机组的剩余功率。
2.3 并网电压
在煤矿瓦斯发电机组并网运行过程中，选择并网电压具有较为严格的规定，且直接受到发电机组容量的影响。
通常情况下，瓦斯发电机组的并网配电系统为35kV以下等级的电压，按照不同的煤矿瓦斯并网发电机组容量，应对并网电压进行相应的选择，通常选择原则为越大的容量，其并网电压也应越大。
3、煤矿瓦斯发电厂并网运行对电网的影响
3.1 对功率因数的影响
电力系统中无功功率的充分支持是保持电力系统电压稳定性的基础，一旦煤矿瓦斯发电厂机组发生停止运行问题，则配电网络中会出现无功损失。
为了确保煤矿瓦斯发电厂机组运行停止后电压系统运行的稳定性，最大限度降低配电系统对煤矿瓦斯发电厂机组的无功依赖性，应在高功率因数下使用煤矿瓦斯发电厂机组。
3.2 对运行频率范围的影响
只有保证电力系统内全部节点具有相同的频率，整个系统才能够保持稳定安全地运行。
煤矿瓦斯发电厂机组并网运行过程中，应保证电网频率与机组的发电频率相同。
因为煤矿瓦斯发电厂机组的容量偏小，因而其在系统中的比重也偏小，所以，启、停煤矿瓦斯发电厂机组并不会直接影响整个系统的频率，然而，煤矿瓦斯发电厂机组的运行会直接受到整个电力系统频率的影响。
煤矿瓦斯发电厂机组并网运行过程中，可通过煤矿瓦斯发电厂机组同步发电机，保证电网频率和发电机频率的一致性。
3.3 对电压波动的影响
随着计算机网络设备的广泛应用，以及用电设备自动化程度的逐步提高，工业用电户对于电力资源供给的质量也在逐渐提高。
从普通煤矿瓦斯发电厂的角度来看，其发电机组的惯性和容量都较小，因而所受的负荷变化影响较大。
一旦煤矿瓦斯发电厂机组受到负荷变化的影响，若发电机组得不到适当的调整和控制，则实际负荷改变会与调整量不匹配，进而导致发电机出口部位长时间电压值发生
周期性波动。
3.4 对供电电压的影响
在煤矿瓦斯发电厂并网运行后，普通电力用户的用电电压将会受到输配电网络的直接影响。
电网电压稳定会直接影响整个电力供应网络运行的稳定性，若一个电力负荷点发生电压质量的不良改变，则整个电力系统都会受到影响，严重者还会造成整个系统电压的完全崩溃，影响电力用户的正常用电。
所以，应对瓦斯发电厂并网运行的电压实施良好的控制。
3.5 对配电系统电压分布和网损的影响
配电系统的电压分布和网损情况都会直接受到煤矿瓦斯发电厂的影响，常用的量化分析配电系统电压分布和网损情况的方法为潮流计算。
现有的计算配电网潮流的方法并未对煤矿瓦斯发电厂实际情况进行充分考虑，所以，随着现阶段煤矿瓦斯发电厂并网运行的广泛实施，配电网潮流计算的困难性也有所增加，那些常规的潮流计算技术也不再适用于煤矿瓦斯发电厂，且潮流计算的有效性较低，所以，有必要对配电网络所受的煤矿瓦斯发电厂的影响进行分析和设计。
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