(19)中华 人民共和国 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 202111628549.1 (22)申请日 2021.12.28 (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　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 代理人 邓潮彬　莫瑶江 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) F24T 10/20(2018.01)F24D 11/00(2022.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种带储热的地热公共建筑供暖系统分层 优化方法 (57)摘要 本发明公开一种带储热的地热公共建筑供 暖系统分层优化方法， 包括以下步骤： 建立基于 带储热的地热 公共建筑供暖系统的分层架构， 分 层架构包括系统规划层和运行优化层； 根据系统 规划层和运行优化层建立上层优化模型和下层 优化模型； 结合上层优化模型和下层优化模型构 成系统双层优化模型， 并采用粒子群算法结合混 合整数线性规划方法对系统双层优化模型进行 求解， 得到系统最优设备容量配置及对应运行策 略。 本发明的有益效果是： 充分考虑了系统设备 容量配置与运行策略之间的相互影 响， 兼顾了系 统投资成本与运行成本的协同优化， 可有效提高 系统经济性。 权利要求书4页 说明书6页 附图3页 CN 114329712 A 2022.04.12 CN 114329712 A 1.一种带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 建立基于带储热的地热公共建筑供暖系统的分层架构， 所述分层架构包括系统规划层 和运行优化层； 根据所述系统规划层和所述 运行优化层建立上层优化模型和下层优化模型； 结合所述上层优化模型和所述下层优化模型构 成系统双层优化模型， 并采用粒子群算 法结合混合整 数线性规划方法对所述系统双层 优化模型进 行求解， 得到系统最优设备容量 配置及对应运行 策略。 2.如权利要求1所述的带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特征在于， 所 述上层优化模型以系统年度总成本最小为 目标函数， 以所有设备 的额定装设容量约束， 以 及储热装置的最大储/放热功率约束作为约束条件。 3.如权利要求2所述的带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特征在于， 所 述上层优化模型的目标函数的表达式如下： 式中， 分别为系统年度投资成本、 系统年度运行成本， 以及系统年度 维护成本； 所述系统年度投资成本的表达式如下： 式中， CRF为投资 回收系数； cpp、 cHX、 cHP及cTES分别为深井泵、 板式换热器、 热泵机组及储 热水箱单位投资成本； mpp,rated、 AHX,rated、 QHP,rated及VTES,rated分别为深井泵额定流量、 板式换 热器额定面积、 热泵机组额定 输出功率及储热 水箱容积； 所述系统年度运行成本的表达式如下： 式中， n为调度时刻总数； 为t时刻购电电价； cgeo为地热水资源费单价； 与 分 别为t时刻系统从电网购电功率与地热 水流量； 所述系统年度维护成本的表达式如下： 式中， ηM为维护成本系数。 4.如权利要求3所述的带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特征在于， 所 述所有设备 的额定装设容量约束包括深井泵额定流量约束、 板式换热器额定面积约束、 热 泵额定输出功率约束， 和储热 水箱额定容积约束， 表达式如下： 式中， mgeo,min和mgeo,max分别为地热水流量下限及上限； AHX,min和AHX,max分别为板式换热器权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114329712 A 2面积下限及上限； QHP,min和QHP,max分别为热泵机组额定电功率下限及上限； VTES,min和VTES,max分 别为储热 水箱容积下限及上限； 所述储热 水箱的最大储/放热功率约束的表达式如下： 式中， QTES,cha,rated与QTES,dis,rated分别为额定储/放热功率； QTES,cha,min与QTES,cha,max分别为 储热功率的下限与上限； QTES,dis,mi n与QTES,dis,max分别为放热功率的下限与上限。 5.如权利要求4所述的带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特征在于， 所 述下层优化模型以系统年度运行成本最小为 目标函数， 以热功率平衡约束、 电功率平衡约 束、 设备运行约束， 以及流体网络运行约束作为约束条件。 6.如权利要求5所述的带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特征在于， 所 述下层优化模型的目标函数的表达式如下： 式中， n为调度时刻总数； 为t时刻购电电价； cgeo为地热水资源费单价； 与 分别 为t时刻系统从电网购电功率与地热 水流量。 7.如权利要求6所述的带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特征在于， 所 述热功率平衡约束的表达式如下： 式中， 为t时刻板式换热器输出功率； 为t时刻热泵输出功率； 为t时刻 热负荷； 与 分别为t时刻储热 水箱的储/放热功率。 8.如权利要求7所述的带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特征在于， 所 述电功率平衡约束的表达式如下： 式中， 为t时刻深井泵耗电功率； 为t时刻热泵耗电功率。 9.如权利要求8所述的带储热的地热公共建筑供暖系统分层优化方法， 其特征在于， 所 述设备运行约束包括深 井泵运行约束、 板式换热器运行约束、 热泵运行约束， 以及 储热水箱 运行约束； 所述深井泵运行约束的表达式如下： 式中， ffmin与ffmax分别为深井泵的最小与最大有效运行 频率； 所述板式换 热器运行约束的表达式如下：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114329712 A 3