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液化天然气和国内天然气市场之间的战略互动:一个双层模型。 (英语) Zbl 1520.90039号

摘要:本文提出了一个双层规划模型,用于帮助液化天然气(LNG)供应链中可能存在利益冲突的两个参与者进行战略互动决策。在所提出的模型中,液化天然气运营商是领导者,天然气生产商是追随者。液化天然气运营商试图优化液化天然气出口终端的位置,从天然气生产商处购买天然气,并将其作为液化天然气进行出口。天然气生产商旨在优化生产、管道投资以及对国内消费者和液化天然气运营商的销售。为了解决双层问题,我们首先利用低层问题的凸性将其转化为单层问题。然后,我们使用互补约束的析取式格式和目标函数项的分段线性逼近将问题转化为凸二次混合整数规划(MIQP)。计算实验表明,MIQP是可处理的,可以有效地求解。我们将我们的双层框架应用于美国海湾西南地区的案例研究,并评估了几个决策场景。情景结果强调了使用双层方法预测新液化天然气出口设施对国内天然气管网天然气价格的影响的重要性。在特定地点增加这些大型天然气消费设施会给国内天然气价格带来上行压力,尽管天然气生产商对需求增加的最佳生产响应有所缓解。

MSC公司:

90B06型 运输、物流和供应链管理
90 C90 数学规划的应用
91B74号 真实系统的经济模型(例如电力市场等)
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 奥塞尔,D。;Bendotti,P。;Pištěk,M.,付费电力市场中的纳什均衡第2部分——发电商的最佳响应,Optimization,66,6,1027-1053(2017)·Zbl 1369.91145号
[2] 2018年8月,墨西哥贝克市天然气价格喜忧参半,网址:https://www.naturalgasintel.com/articles/115929-mexico-natural-gas-prices-a-mixed-bag-for-august。上次访问时间:2021年8月21日
[3] 巴德·J·F。;Falk,J.E.,多层编程问题的显式解决方案,计算。操作。第9、1、77-100号决议(1982年)
[4] 巴德·J·F。;普卢默,J。;Sourie,J.C.,确定生物燃料生产税收抵免的双层规划方法,欧洲J.Oper。研究,120,1,30-46(2000)·Zbl 0976.90099号
[5] 巴林戈,L。;Conejo,A.J.,《输电和风力发电投资》,IEEE Trans。电力系统。,27, 2, 885-893 (2012)
[6] Ben-Ayed,O.,双层线性规划,计算。操作。第20、5、485-501号决议(1993年)·Zbl 0783.90068号
[7] Busch,L.K.,《天然气模型审查-EIA》(2014年),网址:https://www.eia.gov/outlooks/documentation/workshops/pdf/Review
[8] 卡法罗特区。;Grossmann,I.E.,页岩气供应链网络的战略规划、设计和开发,AIChE J.,60,6,2122-2142(2014)
[9] 坎波诺加拉,E。;Nakashima,P.,《油井气举产量优化:分段线性公式和计算分析》,IIE Trans。,38, 2, 173-182 (2006)
[10] 坎波诺加拉,E。;纳扎里,L.F。;Meneses,C.N.,气举油田压缩机设计和调度的修订模型,IIE Trans。,44, 5, 342-351 (2012)
[11] 天然气统计(2018),网址:https://www.cga.ca/natural-gas-statistics/。上次访问时间:2021年9月26日
[12] 坎德勒,W。;Townsley,R.,线性两层规划问题,计算。操作。研究,9,1,59-76(1982)
[13] Cay,P。;埃斯马里,A。;Mancilla,C。;斯托尔,R.H。;Zuluaga,L.F.,《工业天然气管网问题战术决策的性能保证解决方案》,IISE Trans。,50, 8, 654-667 (2018)
[14] 达席尔瓦·阿尔维斯,F。;de Souza,J.N.M。;Costa,A.L.H.,天然气输气管网的多目标设计优化,计算。化学。工程,93,212-220(2016)
[15] Dempe,S.,双层优化:理论、算法、应用和参考书目,(双层优化(2020),施普林格),581-672·Zbl 1477.90101号
[16] Dempe,S。;卡拉什尼科夫冲锋枪。;佩雷斯·瓦尔德斯,G.A。;Kalashnykova,N.I.,《天然气双层兑现问题:惩罚函数方法的收敛性》,欧洲J.Oper。研究,215,3,532-538(2011)·Zbl 1242.90228号
[17] Dempe,S。;卡拉什尼科夫,V。;Réos-Mercado,R.Z.,《离散双层规划:天然气套现问题的应用》,《欧洲运筹学杂志》。第166、2469-488号决议(2005年)·Zbl 1064.90029号
[18] 鸡蛋,R。;加布里埃尔,S.A。;霍尔茨,F。;庄,J.,《欧洲天然气市场的互补模型》,《能源政策》,36,7,2385-2414(2008)
[19] 按最终用途划分的天然气消耗量(2018年),网址:https://www.eia.gov/dnav/ng/ng_cons_sum_a_EPG0_VC0_mmcf_a.htm。上次访问时间:2019年5月28日
[20] 石油和天然气生产(2018年),网址:https://www.eia.gov/finance/performanceprofiles/oil_gas.php。上次访问时间:2021年8月21日
[21] 2020年(2020年)年度能源展望,网址:https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/AEO2020
[22] 恩德斯,P。;Scheller-Wolf,A。;Secomandi,N.,《天然气生产中技术和开采规模实物期权之间的相互作用》,IIE Trans。,42, 9, 643-655 (2010)
[23] Fügenschuh,A。;盖勒,B。;戈尔默,R。;海恩,C。;Henrion,R。;希勒,B。;亨波拉,J。;科赫,T。;莱曼,T。;Martin,A.,分拆自由化天然气市场中具有挑战性的网络规划问题的数学优化,能源系统。,5, 3, 449-473 (2014)
[24] 加布里埃尔,S.A。;Kiet,S。;庄,J.,天然气市场基于混合互补性的均衡模型,Oper。第53、5、799-818号决议(2005年)·Zbl 1165.91449号
[25] 戈尔,V。;斯拉斯基,M。;van Hoeve,W.-J。;Furman,K.C。;Shao,Y.,《液化天然气船舶调度和库存管理的约束规划》,欧洲期刊。第241、3662-673号决议(2015年)·Zbl 1339.90049号
[26] 天然气事实(2018),网址:https://www.nrcan.gc.ca/science-data/data-analysis/energy-data-analysis/energy-facts/natural-gas-facts/20067#L6
[27] Grönhaug,R。;克里斯蒂安森,M。;Desaulniers,G。;Desrosiers,J.,液化天然气库存路径问题的分支和价格方法,运输。科学。,44, 3, 400-415 (2010)
[28] 古普塔,V。;Grossmann,I.E.,《海上油气田基础设施优化规划的有效多期MINLP模型》,工业工程化学。研究,51,19,6823-6840(2012)
[29] Halvorsen-Weare,E.E。;Fagerholt,K.,《具有库存和泊位约束的液化天然气运输问题中的路由和调度》,Ann.Oper。第203号、第167-186号决议(2013年)·Zbl 1269.90011号
[30] Han,J。;Xu,Y。;刘,D。;赵,Y。;赵,Z。;周,S。;邓,T。;薛,M。;Ye,J。;Shen,Z.-J.M.,《运营研究能够更好地规划天然气管道》,INFORMS J.Appl。分析。,49, 1, 23-39 (2019)
[31] 《2017年世界能源展望》,763(2017),经合组织出版社,网址:https://www.oecd-library.org/content/publication/weo-2017-en。上次访问时间:2019年5月28日
[32] 2018-2040年各地区和情景的天然气需求-国际能源署(2019),网址:https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/gas demand-by-region-and-scenario-2018-2040。上次访问时间:2021年8月21日
[33] 2020年世界液化天然气报告(2020),网址:http://www.igu.org/resources/2020世界液化天然气报告/。上次访问时间:2021年2月25日
[34] Jaremko,G.,NGI每日天然气价格指数(2019年),网址:https://www.naturalgasintel.com/articles/117000-proposed-18-bcfd-quebec-pipeline-a-conduit-for-lng-exports-say-sponsors。上次访问时间:2021年8月21日
[35] Jin,S。;Ryan,S.M.,电力市场集中输电和分散发电扩建规划的三级模型——第一部分,IEEE Trans。电力系统。,29, 1, 132-141 (2013)
[36] 卡比里亚,A。;Hemmati,M.R.,《天然气输送网络战略规划模型》,《能源政策》,35,11,5656-5670(2007)
[37] 卡拉什尼科夫冲锋枪。;佩雷斯,G.A。;Kalashnykova,N.I.,《解决天然气兑现双层问题的线性化方法》,Ann.Oper。Res.,181,1423-442(2010)·Zbl 1209.91122号
[38] Khademi,A。;Eksioglu,S.,《政府对生物质共燃的最佳激励以减少短期排放》,IISE Trans。,1-14 (2020)
[39] 赖,G。;王,M.X。;Kekre,S。;Scheller-Wolf,A。;Secomandi,N.,液化天然气接收站储存评估,Oper。第59、3、602-616号决议(2011年)·Zbl 1230.91058号
[40] Maurovich-Horvat,L。;布姆斯马,T.K。;Siddiqui,A.S.,《解除管制电力行业中的输电和风电投资》,IEEE Trans。电力系统。,30, 3, 1633-1643 (2014)
[41] 2035年(2019年)全球天然气和液化天然气展望,网址:https://www.mckinsey.com/industries/oil-and-gas/our-insights/global-gas-and-lng-outlook-to-2035。上次访问时间:2021年8月21日
[42] 莫里亚迪,S。;加布里埃尔,S.A.,《巴拿马运河扩建:巴拿马运河会成为液化天然气出口到亚洲的赌注吗?》?,J.Energy Eng.,143,1,文章04016024 pp.(2017)
[43] 穆特鲁,F。;Msakni,M.K。;Yildiz,H。;Sönmez,E。;Pokharel,S.,《上游液化天然气供应链综合年度交付计划》,欧洲石油公司。Res.,250,1120-130(2016年)·Zbl 1346.90156号
[44] 波佐,D。;索马,E。;孔特雷拉斯,J.,《双层模型的基本理论基础和见解及其在电力系统中的应用》,《Ann.Oper》。决议,254,1-2303-334(2017)·Zbl 1406.91027号
[45] 石油和天然气部门区域边界(2020年),网址:https://www.rrc.texas.gov/media/3bkhbut0/districts_color_8x11.pdf。上次访问时间:2021年9月26日
[46] 罗默,F。;托马斯加德,A。;Hellemo,L。;Fodstad,M。;艾德森,B.H。;Pedersen,B.,优化挪威天然气生产和运输,接口,39,1,46-56(2009)
[47] Rothfarb,B。;弗兰克·H。;罗森鲍姆,D。;斯蒂格利茨,K。;Kleitman,D.J.,《海上天然气管道系统的优化设计》,Oper。决议,18,6,992-1020(1970)
[48] Songhurst,B.(液化天然气工厂成本降低2014-18。2014-18年,牛津能源研究所(2018年),液化天然气工厂成本降低
[49] 天然气供应和处置(2018年),网址:https://www150.statcan.gc.ca/t1/tbl1/en/cv.action?pid=2510005501。上次访问时间:2019年5月28日
[50] Ulstein,N.L。;Nygreen,B。;Sagli,J.R.,《海上石油生产战略规划》,欧洲期刊。研究,176,1550-564(2007)·Zbl 1137.90578号
[51] 尤斯特·H。;Dilaverolu,⑩。,天然气输气管网设计和运行优化,应用。能源,133,56-69(2014)
[52] 张杰。;朱,D.,管网优化的双层规划方法,SIAM J.Optim。,6, 3, 838-857 (1996) ·Zbl 0856.90045号
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