天然气液化

燃气管网实例库

数学优化与燃气管网

天然气是世界上最重要的能源之一。在欧洲，它约占一次能源消耗，通过总长度超过超过100000 km。这些管网的可靠和高效运行是一个长期的挑战适用于输气运营商。

事实上，欧洲和德国天然气市场的自由化带来了新颖和困难输气网络运营商的规划问题。他们有义务免费提供尽可能分配容量。自由分配的容量使天然气托运人（通常是天然气贸易商或大宗消费者）在其进出口加气或抽气无需关心气体从何处抽出或注入，分别是。

在提供传输容量时，传输系统操作员以确保自由分配，这意味着所有可能指定这些容量的结果可以通过给定的气体实现传输网络。这一要求很难与现有要求进行验证基于仿真的规划方法。这一观察结果导致了一项研究的实施项目天然气管网的技术能力，由联邦经济和技术.该项目的一个主要目标是开发和实施基于数学优化的检查方法稳定气流情况的可实现性。

GasLib是技术天然气网络描述以及基于合同的提名数据（入口和出口的气体流量和压力规范）。此收集基于天然气运输的真实网络数据公司Open Grid Europe股份有限公司.数据被扭曲，以产生与原始数据显著不同的真实天然气管网。

GasLib的目标是通过提供一套大型和现实的基准实例。

内容

GasLib包括以下数据：

• 包含网络拓扑的网络描述文件（.net）以及除压缩机以外的所有网络元件的技术数据站点；
• 包含完整和中规定的所有压缩机站的详细说明相应的网络描述文件；
• 提名文件（.scn）描述了一个具体而平衡的流入-流出状态以及压力边界或固定。由于GasLib目前面向固定天然气网络优化，这些文件代表固定提名；
• 对技术关系建模的组合决策文件（.cdf）活动网络设备。

所有数据都通过XML表示，上面列出的每个XML文件类型都有自己的XSD模式，请参阅文档了解更多详细信息。

GasLib使用并提供以下不同技术元素的数据：

• 通过网络输送天然气的管道；
• 提高压气站的气压；
• 控制阀室以降低气体压力；
• 没有其他数据或模型的压降模型电阻器可用；
• 阀门控制网络中的流量情况；
• 用于建模目的的短管，例如用于处理单个入口点。

网络

数据可在此处获得：

• 网络数据
• XML模式和文档

测试数据

用于测试目的的附加数据，没有现实意义：

数据可在此处获得：

• 测试网络数据
• XML模式和文档

GAMS MINLP模型

混合整数非线性模型；在中实现GAMS游戏.MINLP模型如所述Geißler等人（2015）.

• 天然气库-40
• 天然气Lib-135
• GasLib-582（4227个GAMS文件的zip存档）
• GasLib-582具有按比例提名（4227个GAMS文件的zip存档）

其中一些GAMS MINLP模型也是MINLP库2.

PyNet（Python网络可视化工具）

PyNet是一个使用XML数据的天然气网络可视化工具，基于网络映射不同状态拓扑，并提取不同数据字段的统计信息。

Pynet用于GasLib网络数据集的可视化。

可在以下网址获取：https://git.zib.de/energy-public/PyNet

引用

如果你使用GasLib的数据，请引用论文(围巾):

GasLib-天然气网络实例库，
马丁·施密特（Martin Schmidt）、丹尼斯·阿伊曼（Denis Aßmann）、罗伯特·布拉克（Robert Burraca）、杰斯科·亨波拉（Jesco Humpola）、伊姆克·乔曼（Imke Joorman）、尼古拉·卡内拉基斯（Nikolaos Kanelakis）、托尔斯滕科赫、贾马尔·奥切里夫、马克·佩奇、拉尔斯·舍韦、罗伯特·施瓦兹、马蒂亚斯·西尔文
数据2，第4号，第40条（2017年）

还有一份技术报告，将不断更新(围巾):

GasLib-天然气网络实例库
马丁·施密特（Martin Schmidt）、丹尼斯·阿伊曼（Denis Aßmann）、罗伯特·布拉克（Robert Burraca）、杰斯科·亨波拉（Jesco Humpola）、伊姆克·乔曼（Imke Joorman）、尼古拉·卡内拉基斯（Nikolaos Ka科赫、贾马尔·奥切里夫、马克·佩奇、拉尔斯·舍韦、罗伯特·施瓦兹、马蒂亚斯·西尔文
优化在线报告.

变更日志

文学类

以下出版物概述了数学模型以及在项目中开发的解决方案技术对于Ne和天然气管网的技术能力.

• 优化器Gasnetzen的Technischer KapazitätenA.Martin、B.Geißler、，C.Hayn、A.Morsi、L.Schewe、B.Hiller、J.Humpola、T.Koch、T.Lehmann、，R.Schwarz、J.Schweiger、M.Pfetsch、M.Steinbach、B.Willert、，M.Schmidt、R.Schultz。In:能源转型船型优化，VDI-Berichte 2157，2011.[初步版本：齐布报告11-56]
• 数学无约束网络规划问题的优化自由化天然气市场.A.Fügenschuh、B.Geißler、R.Gollmer、C。Hayn、R.Henrion、B.Hiller、J.Humpola、T.Koch、，T.Lehmann、A.Martin、R.Mirkov、W.Römisch、，J.Rövekamp、L.Schewe、M.Schmidt、R.Schultz、R。施瓦兹，J.Schweiger，C.Stangl，M.C.Steinbach，B。M.Willert先生。参见：能源系统5.3（2014），第449-473页。[初步版本：ZIB报告13-13]
• 验证天然气管网优化中的提名：模型、方法和解决M.E.Pfetsch、A.Fügenschuh、，B.盖勒、N.盖勒、R.戈尔默、B.希勒、J.亨波拉，Th.Koch、Th.Lehmann、A.Martin、A.Morsi、J.Rövekamp、，L.Schewe、M.Schmidt、R.Schultz、R.施瓦兹、J.Schweiger、，C.Stangl、M.C.Steinbach、St.Vigerske、B.M.Willert。输入：Optim。方法软件。30.1（2015），第317-323页。[初步版本：ZIB报告12-41]
• 评估天然气管网容量托尔斯滕·科赫（Thorsten Koch）、本杰明·希勒（Benjamin Hiller）、马克·普费茨（Marc E.Pfetsch）和拉尔斯·舍韦（Lars Schewe）编辑的SIAM-MOS优化系列。SIAM，2015年。第十七章+364页，页码：978-1-611973-68-6。数字对象标识：10.1137/1.9781611973693.

一般联系人

GasLib是研究成果之一项目天然气管网的技术能力，包括以下小组：

• 柏林祖色学院,应用算法智能方法系
  联系人：托尔斯滕·科赫博士（协调员）
• 弗里德里希·阿莱克山德大学爱尔兰根-纽伦堡,勒尔斯图尔·福尔经济数学
  联系人：Alexander Martin教授博士
• 汉诺威莱布尼茨大学,法国安格万特数学研究所
  联系人：马克·斯坦巴赫教授博士
• 杜伊斯堡-埃森大学,Diskrete Mathematik和Optimierung
  联系人：吕迪格·舒尔茨教授
• 洪堡大学柏林洪堡大学,法国数学研究所
  联系人：Werner Römisch教授
• 达姆施塔特科技大学,Arbeitsgruppe优化
  联系人：Marc Pfetsch教授博士
• 韦尔斯特拉学院Angewandte分析与随机,Nichtlineare公司优化与反问题
  联系人：PD RenéHenrion博士

如果你有有关GasLib的问题、任何改进建议或错误报告，请发送电子邮件到托尔斯滕·科赫（邮政编码）.

致谢

此网站由创建伊姆克·乔曼,马克Pfetsch公司Robert Schwarz、Bernhard Willert和马丁施密特.

项目天然气管网的技术能力已由资助这个联邦经济和技术.

我们感谢联邦经济和技术和正常开放Grid Europe股份有限公司感谢他们的支持。