(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210988555.6 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 中国科学院广州能源研究所 地址 510640 广东省广州市天河区五山能 源路2号 (72)发明人 李华山　赵小双　黄思浩　卜宪标　 王令宝　龚宇烈　 (74)专利代理 机构 广州科粤专利商标代理有限 公司 44001 专利代理师 邓潮彬　莫瑶江 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种地热供暖系统尾水回灌温度优化方法 及装置 (57)摘要 本发明公开了一种地热供暖系统尾水回灌 温度优化方法及装置， 该方法包括： 根据地热供 暖系统来建立包含热储特征的地热供暖系统模 型； 以系统经济性和环境效益作为目标函数， 回 灌温度作为决策变量， 设定约束条件， 建立地热 供暖系统尾水回灌温度多目标优化模 型； 利用多 目标优化算法对多目标优化模型进行求解， 得到 Pareto最优解； 通过多目标决策方法从Pareto最 优解中选择一个满足预期目标的最优解即为最 优回灌温度。 本发明充分考虑了热储 特征对地热 供暖系统的影 响， 实现在降低地热供暖系统成本 的同时提高污染物减排能力， 有利于提高系统的 综合效益。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 115510609 A 2022.12.23 CN 115510609 A 1.一种地热 供暖系统尾水回灌温度优化方法， 其特 征在于， 包括： 根据地热 供暖系统来建立包 含热储特 征的地热 供暖系统模型； 以系统经济性和环境效益作为目标函数， 回灌温度作为决策变量， 设定约束条件， 建立 地热供暖系统尾水回灌温度多目标优化模型； 利用多目标优化 算法对多目标优化模型进行求 解， 得到Pareto 最优解； 通过多目标决策方法从Pareto最优解中选择一个满足预期目标的最优解即为最优回 灌温度。 2.如权利要求1所述的地热供暖系统尾水回灌温度优化方法， 其特征在于， 所述含热储 特征的地热供暖系统模型包括地下热储模型、 地热井井筒模型、 板式换热器模型与热泵机 组模型。 3.如权利要求2所述的地热供暖系统尾水回灌温度优化方法， 其特征在于， 所述地下热 储与地热井井筒模型采用解析模型建模， 板式换热器模型采用平均温差法建模， 热泵机组 模型采用经验公式建模。 4.如权利要求1所述的地热供暖系统尾水回灌温度优化方法， 其特征在于， 所述经济性 目标函数为求取地热供暖系统平准化供热成本的最小值， 所述环境效益目标函数为求取地 热供暖系统污染物减排 量的最大值。 5.如权利要求1所述的地热供暖系统尾水回灌温度优化方法， 其特征在于， 所述地热供 暖系统尾水回灌温度多目标优化模型的决策变量 为回灌温度。 6.如权利要求1所述的地热供暖系统尾水回灌温度优化方法， 其特征在于， 所述地热供 暖系统尾水回灌温度多目标优化模型的约束条件为 最小回灌温度与最大回灌温度约束。 7.如权利要求1所述的地热供暖系统尾水回灌温度优化方法， 其特征在于， 利用带精英 策略的非支配排序的遗传算法对地热供暖系统尾水回灌温度多目标优化模 型进行求解， 得 到Pareto 最优解。 8.如权利 要求1所述的地热供暖系统尾水回灌温度优化方法， 其特征在于， 基于Pareto 最优解， 通过模糊隶属度法获得最优折衷解及对应的最优回灌温度。 9.一种地热供暖系统尾水回灌温度优化装置， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存 储器中并可在所述处理器上运行 的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机 程序时实现如权利要求1至8任一所述方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处 理器执行时实现如权利要求1至8任一所述方法的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115510609 A 2一种地热供暖系统尾水回灌温度优化方 法及装置 技术领域 [0001]本发明涉及 地热供暖技术领域， 具体涉及 一种地热供暖系统尾水回灌温度优化方 法及装置 。 背景技术 [0002]地热能作为一种可再生的低碳能源， 可有效代替传统化石能源， 助力 “碳达峰、 碳 中和”目标的达成。 地热资源按照埋深可分为浅层地热、 中深层地热和干热岩三种类型， 其 中中深层地热利用以水热型资源为主， 利用方式包括发电与供热两种， 其中尤以建筑采暖 利用居多。 随着城市化进程推进， 我国建筑供暖能耗 急剧增加， 因此将地热资源应用于 建筑 供暖对建筑节能减排具有重要意 义。 [0003]地热尾水回灌是保障地热资源可持续开发利用， 同时减少尾水排放造成的热污染 等问题的必要措施， 确定合理的回灌温度是其中的重要内容之一。 尾水温度过高易导致地 热流体有效利用温差小， 地热资源利用率低； 尾水温度过低又可能导致回灌井冷锋面迅速 移动至开采井井底， 出现热突破现象， 妨碍地热井长期可持续运行。 目前， 已针对地热供暖 系统回灌温度的工作大多集中在地面设备的运行设计和经济性优化方面， 未考虑地下热储 特征的影响。 此外， 环境效益也是当前地热开 发利用行业乃至全社会的关注点之一， 但目前 涉及环境效益的相关工作尚不多 见。 因此需要建立一种新的地热供暖系统最优回灌温度确 定方法。 发明内容 [0004]为了解决现有技术的不足， 本发明提出了一种地热供暖系统尾水回灌温度优化方 法及装置， 实现在降低地热供暖系统成本的同时提高污染物减排能力， 有利于提高系统的 综合效益。 [0005]为实现上述目的， 本发明的技 术方案是： [0006]第一方面， 本发明提供一种地热 供暖系统尾水回灌温度优化方法， 包括： [0007]根据地热 供暖系统来建立包 含热储特 征的地热 供暖系统模型； [0008]以系统经济性和环境效益作为目标函数， 回灌温度作为决策变量， 设定约束条件， 建立地热供暖系统尾水回灌温度多目标优化模型； [0009]利用多目标优化 算法对多目标优化模型进行求 解， 得到Pareto 最优解； [0010]通过多目标决策方法从Pareto最优解中选择一个满足预期目标的最优解即为最 优回灌温度。 [0011]进一步地， 所述含热储特征的地热供暖系统模型包括地下热储模型、 地热井井筒 模型、 板式换 热器模型与热泵机组模型。 [0012]进一步地， 所述地下热储与地热井井筒模型采用解析模型建模， 板式换热器模型 采用平均温差法建模， 热泵机组模型采用经验公式建模。 [0013]进一步地， 所述经济性目标函数为求取地热供暖系统平准化供热成本 的最小值，说　明　书 1/7 页 3 CN 115510609 A 3