An enhanced geothermal system is essential to provide sustainable and long-term geothermal energy supplies and reduce carbon emissions. Optimal well-control scheme for effective heat extraction and improved heat sweep efficiency plays a significant role in geothermal development. However, the optimization performance of most existing optimization algorithms deteriorates as dimension increases. To solve this issue, a novel surrogate-assisted level-based learning evolutionary search algorithm (SLLES) is proposed for heat extraction optimization of enhanced geothermal system. SLLES consists of classifier-assisted level-based learning pre-screen part and local evolutionary search part. The cooperation of the two parts has realized the balance between the exploration and exploitation during the optimization process. After iteratively sampling from the design space, the robustness and effectiveness of the algorithm are proven to be improved significantly. To the best of our knowledge, the proposed algorithm holds state-of-the-art simulation-involved optimization framework. Comparative experiments have been conducted on benchmark functions, a two-dimensional fractured reservoir and a three-dimensional enhanced geothermal system. The proposed algorithm outperforms other five state-of-the-art surrogate-assisted algorithms on all selected benchmark functions. The results on the two heat extraction cases also demonstrate that SLLES can achieve superior optimization performance compared with traditional evolutionary algorithm and other surrogate-assisted algorithms. This work lays a solid basis for efficient geothermal extraction of enhanced geothermal system and sheds light on the model management strategies of data-driven optimization in the areas of energy exploitation.


翻译:为了提供可持续的长期地热能源供应,减少碳排放,必须有一个强化的地热系统,以提供可持续的长期地热能源供应,减少碳排放。在地热开发方面,有效的热抽取和改善热扫效率的最佳控制计划起着重要作用。然而,随着地热开发的提高,大多数现有优化算法的优化性能会随着规模的增加而恶化。为了解决这个问题,提议为强化地热系统的热抽取优化建立一个新型代孕辅助水平级学习进化搜索算法(SLLES),SLLES包括分级者辅助水平学习预视部分和地方进化搜索部分。这两个部分的合作在优化过程中实现了勘探与开发之间的平衡。在从设计空间进行迭接试之后,算法的稳健性和有效性将证明得到显著改善。根据我们的知识,拟议的算法将拥有最新水平的模拟模拟优化框架。在基准功能、二维断裂储量储量和三维强化的地热系统方面,拟议的算法比其他5个状态模型模型辅助在优化过程中实现了平衡。在所有选定基准空间进行迭采样采样后,该算法的精度的精准性强和高压的地热级的地热分析中,还能够实现SBLLLL的进度的进度演算法的进度的进度的进度演算的进度。在两个基础的进度制中,可以实现其他两个基础的进度制的进度制的进度压制的进度制的进度制。

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