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KONRAD-ZUSE-ZENTRUM
FÜR INFORMATIONSTECHNIK
BERLIN

MATHEON-B20: Optimierung von Gastransport

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 enstandenen politischen Bedingungen beeinflussen die technischen Prozesse des Gastransports in einer Weise, dass sie die Komplexität der Planung und des Betriebs von Gasnetzwerken noch verschärfen.

Dies ist ein gemeinsames Projekt mit:


Beschreibung

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.


(a) Network configuration
(b) Physics of gas
(c) Legal requirements
(d) Uncertain demand
Mixed-Integer Programming
Nonlinear Programming
Constraint Programming
Stochastic Programming

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.


Projektleiter

Mitarbeiter

Assoziierte Mitarbeiter

Veranstaltungen

  • CPAIOR 2011 (Mai 23 - 27)
    8th International Conference on Integration of Artificial Intelligence and Operations Research Techniques in Constraint Programming for Combinatorial Optimization Problems

Publikationen

2012



2011


  • Large neighborhood search beyond MIP
    Timo Berthold, Stefan Heinz, Marc E. Pfetsch, and Stefan Vigerske
    In L. Di Gaspero, Andrea S., and T. Stützle (Eds.), Proc. of MIC 2011, pages 51–60, 2011.
  • An exact rational mixed-integer programming solver
    William Cook, Thorsten Koch, Daniel E. Steffy, and Kati Wolter 
    IPCO 2011: The 15th Conference on Integer Programming and Combinatorial Optimization, LNCS 6655, 104–116, 2011. 
  • MIPLIB 2010
    Thorsten Koch, Tobias Achterberg, Erling Andersen, Oliver Bastert, Timo Berthold, Robert E. Bixby, Emilie Danna, Gerald Gamrath, Ambros M. Gleixner, Stefan Heinz, Andrea Lodi, Hans Mittelmann, Ted Ralphs, Domenico Salvagnin, Daniel E. Steffy, and Kati Wolter  
    In: Mathematical Programming Computation, Volume 3, Number 2, pages 103–163, 2011.  
  • Explanations for the cumulative constraint: an experimental study
    Stefan Heinz and Jens Schulz
    In: P.M. Pardalos and S. Rebennack (Eds.), Experimental Algorithms –  SEA 2011, LNCS 6630, pages 400409.
  • An approximative criterion for the potential of energetic reasoning
    Timo Berthold, Stefan Heinz, and Jens Schulz
    In: A. Marchetti-Spaccamela and M. Segal (Eds.), Theory and Practice of Algorithms in (Computer) Systems (TAPAS 2011), LNCS 6595, pages 229239.

2010


2009


Preprints

Partner

Finanzierung

DFG Forschungszentrum Matheon "Mathematik für Schlüsseltechnologien: Modellierung, Simulation und Optimierung realer Prozesse."


Dauer

05/2009 - 05/2014