一种基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，包括主机、数据库、数据采集系统，所述主机内设置有地热综合体数字模型A，所述数据库内存储有关联参数，所述数据采集系统用于采集关联参数；该基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，具有以下优势：减少开发过程的投资风险与成本，建立生产过程实物体与数字体的全息模型参照体系，可将开发和实施过程面对社会全面开放，实现物理实体全生命周期的预测、预警、预防性管理，实现规划、设计、建设、运行、维护、管理、结束等全流程，全环节的管控，大大节约各环节成本，防范各环节风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统
本专利技术属于地热能开发及利用
，具体涉及一种基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统。
技术介绍
“数字孪生”英文单词DigitalTwin是充分利用物理模型、传感器采集信息、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体设施的全生命周期过程。但实现DigitalTwin需要集成和融合这些跨领域、跨专业的多项技术，从而对装备的健康状况进行有效评估，这与单个技术发展的愿景有着显著的区别。因此，可以设想Digital1Twin这样一个极具颠覆的概念，在未来可以预见的时间内很难取得足够的成熟度，建立中间过程的里程碑目标就显得尤为必要。地球上地热能热储资源丰富，属于取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，而现有诸多的开采技术日趋成熟，在未来能源市场作为可替代、可再生的清洁能源基础均已具备。地热能的供给方式可以：电力输配、集中供热、集中制冷等方式，为综合性用能产业集群提供不同形成的能源需求。若是利用数字孪生技术对地热能的开发利用进行辅助，可以低成本、直观、快速、有科学依据的方式降低开发风险，搭建向社会开放的技术合作平台，推进地热能综合开发与利用步入快速发展。充分发挥离网分布式地热能供给优势，不需要消耗化石能源，也无需外部能能源的补充，无碳排放，让地热能这种可持续发展、可再生的清洁能源早日服务于全人类。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，包括主机、数据库、数据采集系统，所述主机内设置有地热综合体数字模型A，所述数据库内存储有关联参数，所述数据采集系统用于采集关联参数。所述主机包括显示屏、输入键盘。所述关联参数主要包括地热生产井温、井压、出口流量；热交换器输入及输出端的工作温度、压力、流量；发电机组的输入工作温度、压力、流量和输出端电压、电流；余热输出的出口温度、压力、流量值；注水井的井温，井压，回注流量。所述地热综合体数字模型A的建立包括如下步骤：主机启动，定义数据库、定义数据类型、设置输入及共享接口、模拟运行软件编程、3D空间可视化设计、模拟运行识别设计、设置对统计数据，地热综合体运行输入数据的分析判定、设置预警判定值、设置停机判定值。所述数据库建设的基础内容主要包括：建立单元数据库的识别IP编码。所述单元数据库的识别IP编码为关联参数所处位置在3D坐标X，Y，Z中的坐标数。使用所述的基基于数字孪生的热能综合体开发及应用的信息系统的方法，包括如下步骤：步骤一、建立地热综合体数字模型A；步骤二、建立地热能综合体实体B；步骤三、关联地热综合体数字模型A与地热能综合体实体B。所述地热能综合体实体B包括依次连通的抽液通道、第一发电机系统、第一热交换器、第二发电机系统、第二热交换器、第三发电机系统、第三热交换器及回灌通道；第一热交换器连接有第一能源利用系统，第二热交换器连接有第二能源利用系统，第三热交换器连接有第三能源利用系统；抽液通道上安装有抽液装置，回灌通道安装有注液装置。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种基于数字孪生的热能综合体开发及应用的信息系统，具有以下优势：第一，减少开发过程的投资风险与成本。第二，建立生产过程实物体与数字体的全息模型参照体系，将地热能综合体的目标理想工作状态与实际运行工作状态之间建立直观对比而又控制的完整一体化系统。第三，可将开发和实施过程面对社会全面开放，建立的联合协作开发、应用、配套、建设、管理运营等方面的合作平台，实现跨专业多领域的合作，将地热能的开发与利用推向有针对性、有预期和计划性的稳步发展轨道。第四，无论是开发阶段还是实施运行阶段，均可不断优化修正、改进升级，做到生产运行系统的全生命周期化管理。提升工作效率及地热资源的综合利用开发效率。第五，实现物理实体全生命周期的预测、预警、预防性管理，实现规划、设计、建设、运行、维护、管理、结束等全流程，全环节的管控，大大节约各环节成本，防范各环节风险。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1：数字孪生地热应用综合体系统工作运行原理图。图2A：数字地热综合体模型A搭建方式及步骤。图2B：数字地热综合体模型A开发流程。图3：地热能综合体B建设实施过程(CPME)。图4：地热能综合体数字孪生信息路径。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1目前对地热能的应用，尚处于局部性单一用能产业的利用阶段，而且对地热能的应用也仅处于对浅层地热资源的开发与利用。例如，地下空气源热泵、水源热泵、地下热水的开发与利用，地热能发电。本专利技术提出的“地热能综合体”是对浅、中、深层(100-9000米)地热资源进行全方位立体型的开发与利用，形成独立可依赖的离网能源自给自足供给方式。受到现有技术、装备、人才、资本、政策等约束，均处于局部性小规模的开采利用。未能达到本专利技术所提出的“地热能综合体”目标。即通过对目标区域进行有效规划与建设，实现对地热能进行多级应用,多行业用热产业集群高效综合利用以可持续的再生清洁能源替代传统化石能源，建立人类社会对能源需求的新模式。为此，本专利技术提供了一种如图1～图4所示的基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，对地热能综合体进行全生命周期性开发与运行，可以低成本、直观、快速、有科学依据的方式，降低开发风险建立多方合作平台，推进地热能综合开发与利用领域步入快速发展的轨道。建立离网分布式地热能供给和应用，不需要消耗化石能源，也无需外部能能源的补充，无碳排放，属于可持续发展、可再生的清洁能源。采用数字孪生地热能综合体与传统集成控制或智能化控制下的地热能综合体相对比，具有以下优势：第一，减少开发过程的投资风险与成本。第二，建立生产过程实物体与数字体的全息模型参照体系，将地热能综合体的目标理想工作状态与实际运行工作状态之间建立直观对比而又控制的完整一体化系统。第三，可将开发和实施过程面对社会全面开放，建立的联合协作开发、应用、配套、建设、管理运营等方面的合作平台，实现跨专业多领域的合作，将地热能的开发与利用推向有针对性、有预期和计划性的稳步发展轨道。第四，无论是开发阶段还是实施运行阶段，均可不断优化修正、改进升级，做到生产运行系统的全生命周期化管理。提升工作效率及地热资源的综合利用开发效率。第五，实现物理实体全生命周期的预测、预警、预防性管理，实现规划、设计、建设、运行、维护、管理、结束等全流程，全环节的管控，大大节约各环节成本，防范各环节风险。该基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统原理：数字孪生地热能综合是一个庞大系统性的项目开发、施工建设和生产运行的产品全过程打造。图1所示，是从顶层操作界面对数字孪生地热综合体的宏观工作运行的原理进行解读。分为三个主要部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，其特征在于：包括主机、数据库、数据采集系统，所述主机内设置有地热综合体数字模型A，所述数据库内存储有关联参数，所述数据采集系统用于采集关联参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，其特征在于：包括主机、数据库、数据采集系统，所述主机内设置有地热综合体数字模型A，所述数据库内存储有关联参数，所述数据采集系统用于采集关联参数。


2.如权利要求1所述的基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，其特征在于：所述主机包括显示屏、输入键盘。


3.如权利要求1所述的基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，其特征在于：所述关联参数主要包括地热生产井温、井压、出口流量；热交换器输入及输出端的工作温度、压力、流量；发电机组的输入工作温度、压力、流量和输出端电压、电流；余热输出的出口温度、压力、流量值；注水井的井温，井压，回注流量。


4.如权利要求1所述的基于数字孪生的地热能综合体开发及应用的信息系统，其特征在于，所述地热综合体数字模型A的建立包括如下步骤：主机启动，定义数据库、定义数据类型、设置输入及共享接口、模拟运行软件编程、3D空间可视化设计、模拟运行识别设计、设置对统计数据，地热综合体运行输入数据的分析判定、设置预警判定值、设置停机判定值。

【专利技术属性】
技术研发人员：王川，庄献忠，陈辉，
申请(专利权)人：北京王川景观设计有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11