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Optimierung von Versorgungsnetzen

Mathematische Modellierung und Lösungstechniken

  • Lars Schewe
  • Martin Schmidt
Textbook

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages I-IX
  2. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 1-8
  3. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 9-23
  4. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 25-37
  5. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 39-55
  6. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 57-71
  7. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 73-82
  8. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 83-98
  9. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 99-111
  10. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 113-124
  11. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 125-144
  12. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 145-157
  13. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 159-171
  14. Lars Schewe, Martin Schmidt
    Pages 173-199
  15. Back Matter
    Pages 201-204

About this book

Introduction

Wie funktioniert der deutsche Strommarkt? Wie bestimmt man die kostengünstigsten aber ausreichend großen Rohre für Wassernetze? Wie entscheidet man, ob bestimmte Mengen Erdgas durch ein Gasnetz transportiert werden können oder nicht?

Dieses einführende Lehrbuch zeigt anhand konkreter Fragestellungen aus Strom-, Wasser-, Gas- und Verkehrsnetzen, mit welchen Begriffen und Techniken sich Transportvorgänge in solchen Versorgungsnetzen durch mathematische Modelle beschreiben lassen. Neben den technisch-physikalischen Modellen lernt der Leser Techniken zur Analyse typischer Märkte und Handelsmechanismen im Energiesektor kennen. Für beide Fälle werden die mathematischen Lösungsverfahren ausführlich diskutiert. Dazu werden unter anderem klassische Flusstheorie, Optimalitätsbedingungen, lineare Komplementaritätsprobleme und gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierungsprobleme behandelt, so dass der Leser automatisch zentrale Tücken ganzzahliger und nichtlinearer Optimierungsprobleme kennenlernt und sich im Umgang mit diesen übt.

Das Buch beinhaltet über 50 Übungsaufgaben sowie 5 Projektaufgaben, bei denen konkrete praktische Fragestellungen am Rechner gelöst werden sollen. Vorausgesetzt werden lediglich Vorkenntnisse aus den üblichen Grundvorlesungen der kontinuierlichen und linearen Optimierung (inklusive Dualität). Das Buch ist gut als Grundlage für eine Lehrveranstaltung im Umfang von 4 Semesterwochenstunden plus Übungen im Umfang von etwa 2 Semesterwochenstunden geeignet.

Die Autoren

Lars Schewe ist Wissenschaftler an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Sein Spezialgebiet ist die gemischt-ganzzahlig nichtlineare Optimierung mit einem Schwerpunkt auf Anwendungen in Energiesystemen.

Martin Schmidt ist Professor für nichtlineare Optimierung an der Universität Trier. Seine Arbeitsgebiete umfassen die mathematische Modellierung und Optimierung von Energiesystemen mit einem Schwerpunkt auf gemischt-ganzzahlig nichtlinearer sowie mehrstufiger Modellierung und der Entwicklung neuer mathematischer Methoden zur Lösung dieser Probleme.

Beide Autoren waren Teil des Teams, das den EURO Excellence in Practice Award 2016 für Forschungsbeiträge zur Gasnetzoptimierung erhalten hat.

Keywords

Wassernetze Stromnetze Gasnetze Verkehrsnetze Flüsse und Mehrgüterflüsse Netzwerkdesign Optimalitätsbedingungen Lineare Komplementaritätsprobleme Peak-Load Pricing Gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierungsprobleme

Authors and affiliations

  • Lars Schewe
    • 1
  • Martin Schmidt
    • 2
  1. 1.Department Mathematik, Lehrstuhl für WirtschaftsmathematikFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergErlangenGermany
  2. 2.Fachbereich IV – MathematikUniversität TrierTrierGermany

Bibliographic information