通过碳捕获和储存来优化应对气候变化
美国的发电部门是二氧化碳排放的主要贡献者。因此，该部门的减排将在应对气候变化的任何协调的二氧化碳减排努力中发挥核心作用。一种可能帮助发电部门应对这一挑战的技术选择是碳捕捉和储存(CCS)。碳捕获技术可以显著减少化石燃料发电厂二氧化碳的大气排放。被捕获的二氧化碳通过管道网络运输并安全储存。这些技术的广泛应用对于显著减少温室气体排放，并为清洁能源组合做出贡献是必要的。但是这种部署既昂贵又耗时，将这种技术应用到网上可能需要20到30年才能实现产业化。
美国能源部在两项目中使用GAMS软件旨在推进碳捕获技术。NETL二氧化碳捕获、运输、利用和储存(CTUS)模型优化了二氧化碳管道和储存基础设施的潜在网络。美国能源部成立的碳捕捉模拟计划（CCSI）旨在使碳捕获技术更*地用于工业。他们的优化工具集使行业能够快速评估和利用这些新技术。GAMS很自豪能成为碳捕获项目成功的一部分。
分析二氧化碳运输和储存网络
美国能源部使用GAMS分析潜在的二氧化碳减排情况，CCS可能发挥作用，满足排放标准。美国能源部国家能源技术实验室开发的NETL二氧化碳捕获、运输、利用和储存(CTUS)模型都是用GAMS编写的。它通过运输和存储网络的成本较小化，通过混合整数规划（MIP）进行优化，评估CO2管道的潜在网络和存储基础设施，以处理从CCS启用的电力部门的捕获和运输二氧化碳的运输和储存。这种类型的问题特别适合用GAMS来处理，因为处理的数据量非常大、解决方案方法、与其他建模平台集成的能力，以及为较终整合到更全面的能源经济模型中对时间的严格要求。
到目前为止，CTUS模型已经被集成到国家能源建模系统(NEMS)中，并且也被整合到MARKAL能源模型中。当集成到NEMS作为CTUS子模块时，在能源经济预测中详细描述了碳捕获和存储。通过这个功能，成本可变性和能力约束被引入到能源经济预测中，因为它认为CCS系统是缓解气候变化情景的一种选择。这种能力使在整个预测期内运输和储存的二氧化碳的位置和时间的特定量得以确定。CTUS的一个版本已经被修改，并被纳入美国能源信息管理局(EIA)的NEMS版本，并被用于生产年度能源展望。
CCSI优化工具集
碳捕获模拟倡议的目标是加快碳捕获技术的部署进程。CCSI是由美国能源部在2011成立的，它和国家实验室、工业和学术机构是合伙伙伴的关系。CCSI优化工具集可以帮助工业发展和部署先进的碳捕获和能源相关技术。
新科技的技术和经济表现严重依赖于其设备配置和操作条件。因此，为了对新技术进行严格的筛选和评估，确保使用较优流程是很重要的。优化工具确定了潜在的二氧化碳捕获过程的较佳设备配置和操作条件，这样就大大降低了实施过程中涉及的成本、时间和风险。
CCSI研究小组已经开发了两种高级优化功能，作为其不确定性和替代工具(FOQUS)的优化和量化框架的一部分。两种功能都使用了GAMS软件。**个工具基于严格模型进行同步过程优化和热集成。热集成问题在GAMS中用LPs和MIPs来建模，并用CPLEX求解器来解决。另一个工具优化了二氧化碳捕获系统的设计和操作。碳捕获系统被表达为一种MINLP模型，在GAMS中用DICOPT或BARON求解器来解决。通过确定二氧化碳捕获过程的较佳配置和条件，这些CCSI优化工具允许更有效地对未来技术的材料和概念进行筛选。
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GAMS 使用范例说明
如前所述，GAMS 本身有非常完整的英文版使用者手册，GAMS 的计算机软件中也附带了许多学习范例的档案。这里所作的 GAMS 使用范例说明，目的绝非在取代原版的使用者手册，而是要配合本课程说明的形式，重新编写使用范例输入文件，使读者能很快的进入情况，了解其使用程序。
GAMS 的操作大抵可分为三个步骤：建立 GAMS 输入文件，执行 GAMS 程序，检视 GAMS 输出档内容。
通用代数建模系统（GAMS）是数学编程和优化的高级建模系统。它由一个语言编译器和一个稳定的集成各种高性能的求解器组成。GAMS适用于复杂的、大规模的建模应用，并允许您创建大的维护模型以很快的适应新的情况。
较*的建模系统
专注建模
GAMS允许用户在某种程度上，用跟数学描述非常相似的方式来制定数学模型。看一下这些例子就能说明GAMS模型的基本结构和特征以及与数学表达式的关系。GAMS让用户专注建模，通过要求简洁和精确的实体和关系规范，鼓励良好的建模习惯。GAMS语言与通用编程语言形式相似，因此对于有编程经验的人来说是熟悉的。由于模型的制定方式在某种程度上与它的数学描述类似，所以不仅是程序员，实际领域的*也能理解和维护。GAMS专注于建模并且允许做所有相关的事。
陈述性知识和程序性要素的平衡混合，允许用户在GAMS中构建复杂的算法甚至实现分解方法。尤其是解决异常问题的模型，以及随之而来的性能问题。
通用代数建模系统（GAMS）是数学编程和优化的高级建模系统。它由一个语言编译器和一个稳定的集成各种高性能的求解器组成。GAMS适用于复杂的、大规模的建模应用，并允许您创建大的维护模型以很快的适应新的情况。
专注建模
GAMS允许用户在某种程度上，用跟数学描述非常相似的方式来制定数学模型。看一下这些例子就能说明GAMS模型的基本结构和特征以及与数学表达式的关系。GAMS让用户专注建模，通过要求简洁和精确的实体和关系规范，鼓励良好的建模习惯。GAMS语言与通用编程语言形式相似，因此对于有编程经验的人来说是熟悉的。由于模型的制定方式在某种程度上与它的数学描述类似，所以不仅是程序员，实际领域的*也能理解和维护。GAMS专注于建模并且允许做所有相关的事。
陈述性知识和程序性要素的平衡混合，允许用户在GAMS中构建复杂的算法甚至实现分解方法。尤其是解决异常问题的模型，以及随之而来的性能问题。
GAMS允许用户在某种程度上，用跟数学描述非常相似的方式来制定数学模型。看一下这些例子就能说明GAMS模型
的基本结构和特征以及与数学表达式的关系。GAMS让用户专注建模，通过要求简洁和精确的实体和关系规范，鼓励良好
的建模习惯。GAMS语言与通用编程语言形式相似，因此对于有编程经验的人来说是熟悉的。由于模型的制定方式在某种
程度上与它的数学描述类似，所以不仅是程序员，实际领域的*也能理解和维护。GAMS专注于建模并且允许做所有相
关的事。
通用代数建模系统（GAMS）是数学编程和优化的高级建模系统。它由一个语言编译器和一个稳定的集成各种高性能的求解器组成。GAMS适用于复杂的、大规模的建模应用，并允许您创建大的维护模型以很快的适应新的情况。
较*的建模系统
专注建模
GAMS允许用户在某种程度上，用跟数学描述非常相似的方式来制定数学模型。看一下这些例子就能说明GAMS模型的基本结构和特征以及与数学表达式的关系。GAMS让用户专注建模，通过要求简洁和精确的实体和关系规范，鼓励良好的建模习惯。GAMS语言与通用编程语言形式相似，因此对于有编程经验的人来说是熟悉的。由于模型的制定方式在某种程度上与它的数学描述类似，所以不仅是程序员，实际领域的*也能理解和维护。GAMS专注于建模并且允许做所有相关的事。
陈述性知识和程序性要素的平衡混合，允许用户在GAMS中构建复杂的算法甚至实现分解方法。尤其是解决异常问题的模型，以及随之而来的性能问题。
独立的模型和用户界面
面向对象的GAMA API允许GAMS无缝整合到为交互提供适当类别的应用中。这三个面向对象GAMS API是.NET, Java和Python与.NET framework 4 (Visual Studio 2010)、Java SE 5或更高版本以及Python 3.4, 2.7和2.6。
除了面向对象的GAMA API，还有*级别(或级别) 的GAMS API，它们的使用要求有高深知识的GAMS组件库。
除了API, GAMS还提供智能链接到应用程序，如MS Excel, MatLab或R。用户可以在这个环境中继续工作，通过一个API就可以访问GAMS所有的优化功能。这就允许应用中的模型数据和结果可以可视化和分析了。
大型、**用户社区
**过120多个国家的不同领域的跨国公司、学校、研究机构和**都在使用GAMS，包括能源化工、经济建模、农业规划或制造业。
独立的模型和数据
你可以编写独立的模型数据，包括各种不同来源的数据，从ASCII到Excel或者Access 以及其他各种来源。比如使用
GDX（GAMS数据交换）文件格式。GDX文件可以保存一个或多个GAMS符号的值，比如集、参数变量和方程。GDX文
件可以为GAMS模型准备数据、展示GAMS模型的结果、使用不同的参数为这同一个模型保存结果等。GDX文件不能保存
一个模型的公式或者执行语句。GDX文件二进制文件，可在不同平台进行移植。
独立的模型和平台
模型在平台间是完全可移植的---写一次，可以在任意地方运行。
GAMS可以在Windows, Linux, Mac OS X, SOLARIS, Sparc Solaris和 IBM Power AIX上运行。
Independence of Model and Data
You can write the model independently of the data, and include data from many different kinds of sources, from plain ASCII to Excel or Access and many others, for example using the GDX (GAMS Data eXchange) file format.
A GDX file is a file that stores the values of one or more GAMS symbols such as sets, parameters variables and equations. GDX files can be used to prepare data for a GAMS model, present results of a GAMS model, store results of the same model using different parameters etc. A GDX file does not store a model formulation or executable statements.
GDX files are binary files that are portable between different platforms.
GAMS求解器
GAMS中包含了多个数学规划模型，下面是每个模型的模型类型和支持平台的简介。
ALPHAECP
AMPL
ANTIGONE 1.1
BARON
BDMLP
BENCH
BONMIN 1.8
CBC 2.9
CONOPT 3
CONOPT 4
CONVERT
COUENNE 0.5
CPLEX 12.7
DE
DECIS
DICOPT
EXAMINER
GAMSCHK
GLOMIQO 2.3
GUROBI 7.0
GUSS
IPOPT 3.12
JAMS
KESTREL
KNITRO 10.0
基于扩展平面切割（ECP）方法的MINLP求解器
在AMPL模型系统中使用求解器时与GAMS模型连接
MINLP确定性全局优化
成熟**解决方案的分支和减少优化向导
任意GAMS系统都配备了LP和MIP求解器
实用方便的GAMS求解器和验证方案
COIN-OR MINLP求解器执行各类分支定界和外逼近算法
高性能LP/MIP求解器
大型的NLP求解器
大型的NLP求解器
将模型转换成其他语言的标量模型的框架
（MI）NLP确定性全局优化
高性能LP/MIP求解器
产生和解决包括EMP/SP中的随机规划的确定等价
大规模随机规划求解器
求解MINLP模型框架
检查解点并评估其优点的工具
GAMS求解线性规划问题时对结构和解决方案属性的检查系统
混合整数二次模型分支定界全局优化
高性能LP/MIP求解器
有效解决多个相关模型实例的框架（收集更新分散的求解方案）
大规模非线性规划的内点优化算法
扩展数学规划求解器（包括LogMIP）
本地GAMS系统使用远程NEOS求解器框架
大型NLP求解器
独立的模型和用户界面
面向对象的GAMA API允许GAMS无缝整合到为交互提供适当类别的应用中。这三个面向对象GAMS API是.NET, Java和Python与.NET framework 4 (Visual Studio 2010)、Java SE 5或更高版本以及Python 3.4, 2.7和2.6。
除了面向对象的GAMA API，还有*级别(或级别) 的GAMS API，它们的使用要求有高深知识的GAMS组件库。
除了API, GAMS还提供智能链接到应用程序，如MS Excel, MatLab或R。用户可以在这个环境中继续工作，通过一个API就可以访问GAMS所有的优化功能。这就允许应用中的模型数据和结果可以可视化和分析了。
交易市场
实现这一目标的一个重要因素就是辅助服务的组织。这些都是传输系统运营商（TSOs）用来平稳短期失衡的快速反应发生器。TSOs通过竞卖市场采购平衡储备。潜在的供应商提供相关的报价，而TSOs选择较具成本效益的投标组合来满足需求。
得到多个传输运营商的支持，50Hertz传输公司，德国东部TSO和Elia集团的分部，管理一个互联网平台来收集投标并对平衡储备的竞卖进行描述。在较快反应储备的一级储备中，该平台选择了奥地利、比利时、德国、法国、荷兰和瑞士（2019年1月的状态）的储备供应商。竞卖结果必须尊重客观和具有法律约束力的甄选程序的所有标准。特别是，选择的成本效益必须得到保证。此外，竞卖跟密集型的电力交*程整合（交易所或场外交易，竞卖或连续交易）和网络操作处理许多不同的参与者和数据通信。
优化解决方案
作为一种及时、稳健地计算竞卖结果的技术解决方案，选择了优化软件GAMS。竞卖转化为一个混合整数优化问题，每个国家都有一定的储备需求。储备的交易可能会受出口限制和核心份额的影响（一个国家较大进口总额）。根据具体的产品，在竞卖中允许不同投标类型:可分割的或不可分割的，有条件或无条件的。可分割的出价可以选择少于他们的出价总额，而条件投标是一组投标，其中只有一个单一的出价可以选择。选择组合投标，所有国家的需求选择较低的投标金额。一个特殊性就是同等较优解的问题。根据竞卖条件，不改变总成本的投标，会按时间顺序排列。这是特殊性是同等较优解的问题。执行成本较小化，可以用附加条件限制投标时间的较小化，从而限制任何成本的增加。选择CPLEX求解器应用扩展的解决方案池，不会忽略任何可能的组合。
储备市场目前的特点是市场设计和区域范围的不断变化。由于实行这个解决方案，使这些变化的组合简单而直接。总的来说，尽管面临“Energiewende”的挑战，储备市场的组织变得越有效的降低消费者的电力成本。
面向对象的GAMA API允许GAMS无缝整合到为交互提供适当类别的应用中。这三个面向对象GAMS API是.NET, Java
和Python与.NET framework 4 (Visual Studio 2010)、Java SE 5或更高版本以及Python 3.4, 2.7和2.6。
除了面向对象的GAMA API，还有*级别(或级别) 的GAMS API，它们的使用要求有高深知识的GAMS组件库。
除了API, GAMS还提供智能链接到应用程序，如MS Excel, MatLab或R。用户可以在这个环境中继续工作，通过一个
API就可以访问GAMS所有的优化功能。这就允许应用中的模型数据和结果可以可视化和分析了。
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