MATHEON-B20: Optimierung von Gastransport

Description: Natürliches Gas ist eine der wichtigsten Energiequellen in Deutschland und Europa. Politische Regulierungen haben in den letzten Jahren zu einer strikten Trennung von Gashandel und Gastransport geführt, wodurch dem Gastransport und der Gasverteilung zentrale Rollen in der Energiepolitik zufallen. Diese neu entstandenen politischen Bedingungen beeinflussen die technischen Prozesse des Gastransports in einer Weise, dass sie die Komplexität der Planung und des Betriebs von Gasnetzwerken noch verschärfen. Im mathematischen Sinne stellt die Kombination von diskreten Entscheidungen über die Konfiguration eines Gastransportnetzwerks, die nichtlinearen Gleichungen zur Beschreibung der Physik von Gas, die neu auferlegten Deregularsierungsregeln und die Unsicherheiten in Nachfrage und Angebot ein großes und sehr komplexes stochastisches gemischt-ganzzahliges nichtlineares Constraint-Optimierungsproblem dar. Zur Lösung dieser Art von Problemen sind zurzeit keine geeigneten Algorithmen oder geeignete Software verfügbar. Andererseits wurden mit Hinsicht auf jeden einzelnen Aspekt, d.h. gemischt-ganzzahlige lineare Optimierung, globale nichtlineare Optimierung, Constraint Satisfaction und stochastische Optimierung, in den letzten Jahren bemerkenswerte Fortschritte erzielt. Das Ziel dieses Projekts ist es, diese leistungsfähigen Techniken in ein allgemeines Framework zur Lösung von sowohl linearen als auch nichtlinearen, diskreten Optimierungsproblemen zu integrieren. Die Vision dieses Projektes ist es, die schnelle Spezifikation und effiziente Lösung von gemischt-ganzzahligen nichtlinearen Constraint- Optimierungsproblemen mit Wahrscheinlichkeitsnebenbedingungen so weiterzuentwickeln, dass sie in vielen industriellen und akademischen Projekten innerhalb und außerhalb von Matheon breite Anwendung findet.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Gasversorgung ? Gasnetz ? Regulierung ? Software ? Gasförmiger Stoff ? Berechnungsverfahren ? Energieplanung ? Energiepolitik ? Energiequelle ? Stochastik ? Europa ? Energietransport ? Anlagenbetrieb ? Angebot und Nachfrage ? Betriebsvorschrift ? Deregulation ? Lineare Programmierung ? Operations Research ? Optimierungsmodell ? Transport [physikalisch] ? Wahrscheinlichkeitsrechnung ?

Region: Berlin

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft Forschungszentrum Matheon - Mathematics for key technologies (Finanzielle Förderung)
• Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB) (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Universität Berlin (Humboldt-Univ.) (Mitwirkung)
• Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (Mitwirkung)

Time ranges: 2009-05-01 - 2014-05-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: MATHEON-B20:Optimization of gas transport
  Description: Natural gas is one of the most important energy sources in Germany and Europe. In recent years, political regulations have led to a strict separation of gas trading and gas transport, thereby assigning a central role in energy politics to the transportation and distribution of gas. These newly imposed political requirements influenced the technical processes of gas transport in such a way that the complex task of planning and operating gas networks has still intensified. Mathematically, the combination of discrete decisions on the configuration of a gas transport network (a), the nonlinear equations describing the physics of gas (b), the newly imposed deregulation rules (c), and the uncertainty in demand and supply (d) yield large-scale and highly complex stochastic mixed-integer nonlinear constraint programs. For solving this type of problems, no suitable algorithms or software are available by now. With respect to each individual aspects of stochastic mixed-integer nonlinear constraint programming, i.e., mixed-integer linear programming, global optimization of nonlinear programs, constraint satisfaction, and stochastic programming, remarkable progress has been made, however, over the last decades. The goal of this project is to incorporate these powerful technologies into a general framework which can solve the mixed-integer nonlinear constraint programs with stochastic components arising in gas transport and other applications. The vision of this project is to advance the rapid speci?cation and efficient solution of mixed-integer nonlinear programs with chance constraints which will have a broad impact on industrial and academic projects inside and outside of Matheon. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1044843

Status

Aktiv

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