pyomo 中的错误处理 - 除以零

Question

我正在研究一个线性优化问题，我有一组城市和一组发电厂。城市有需要满足的电力需求。但是，就我的问题而言，在某些时间段内，城市没有电力需求（来自发电厂，因为它们可以自己生产一些）。我认为具体细节不是很重要，所以下面是我对该问题的最佳描述。

目标函数包含以下项：

Term in objective function

我创建了适当的城市和月份集，并将我的目标函数设置为：

sum(sum(1/model.monthly_demand[c,t]*model.theta[c] for c in model.cities) for t in model.months)

当 monthly_demand[c,t] = 0 出现除以零错误时，问题显然出现了。而且我不确定如何处理这个问题。理想情况下，我希望 theta[c] 在这种情况下设置为零，但我不确定如何执行此操作。我尝试在 sum() 函数中添加一些 if/else 语句，但据我所知这是不可能的。

我想我也可以定义一个传递给 pyomo 目标的函数，所以我的想法是尝试类似 if 语句的东西，当每月需求为零时将 theta[c] 设置为零，但这并不成功。

另一个想法是将需求设置为 0.000001 之类的值，但我希望这是最后的解决方案，因为我认为这会导致问题。

Answer 1

您应该在方便的非零需求元素的任何地方制作一个子集。我假设 demand 是一个参数这是有道理的，但你没有具体说明。然后使用该子集作为求和的基础。这将避免包含空/零元素。

注意模型打印输出中的目标元素。

代码：

import pyomo.environ as pyo

demand_data = { ('LA', 0) : 20,
                ('LA', 1) : 0,
                ('SF', 1) : 15,
                ('NY', 0) : 20,
                ('NY', 1) : 30}

m = pyo.ConcreteModel('electricity')

m.C = pyo.Set(initialize=['LA', 'SF', 'NY'])
m.T = pyo.Set(initialize=list(range(2)))

# VARS
m.x = pyo.Var(m.C, m.T, domain=pyo.NonNegativeReals)

# PARAMS
m.demand = pyo.Param(m.C, m.T, initialize=demand_data, default=0)

# CONSTRAINTS
# ...

# OBJ
# make a subset of the non-zero demand periods
nonzero_demand_domain = {(c,t) for c in m.C for t in m.T if m.demand[c, t] > 0}

# use that in your objective...
m.obj = pyo.Objective(expr=sum(m.x[c, t] for c, t in nonzero_demand_domain))

m.pprint()

输出：

4 Set Declarations
    C : Size=1, Index=None, Ordered=Insertion
        Key  : Dimen : Domain : Size : Members
        None :     1 :    Any :    3 : {'LA', 'SF', 'NY'}
    T : Size=1, Index=None, Ordered=Insertion
        Key  : Dimen : Domain : Size : Members
        None :     1 :    Any :    2 : {0, 1}
    demand_index : Size=1, Index=None, Ordered=True
        Key  : Dimen : Domain : Size : Members
        None :     2 :    C*T :    6 : {('LA', 0), ('LA', 1), ('SF', 0), ('SF', 1), ('NY', 0), ('NY', 1)}
    x_index : Size=1, Index=None, Ordered=True
        Key  : Dimen : Domain : Size : Members
        None :     2 :    C*T :    6 : {('LA', 0), ('LA', 1), ('SF', 0), ('SF', 1), ('NY', 0), ('NY', 1)}

1 Param Declarations
    demand : Size=6, Index=demand_index, Domain=Any, Default=0, Mutable=False
        Key       : Value
        ('LA', 0) :    20
        ('LA', 1) :     0
        ('NY', 0) :    20
        ('NY', 1) :    30
        ('SF', 1) :    15

1 Var Declarations
    x : Size=6, Index=x_index
        Key       : Lower : Value : Upper : Fixed : Stale : Domain
        ('LA', 0) :     0 :  None :  None : False :  True : NonNegativeReals
        ('LA', 1) :     0 :  None :  None : False :  True : NonNegativeReals
        ('NY', 0) :     0 :  None :  None : False :  True : NonNegativeReals
        ('NY', 1) :     0 :  None :  None : False :  True : NonNegativeReals
        ('SF', 0) :     0 :  None :  None : False :  True : NonNegativeReals
        ('SF', 1) :     0 :  None :  None : False :  True : NonNegativeReals

1 Objective Declarations
    obj : Size=1, Index=None, Active=True
        Key  : Active : Sense    : Expression
        None :   True : minimize : x[NY,0] + x[NY,1] + x[LA,0] + x[SF,1]

7 Declarations: C T x_index x demand_index demand obj