Optimal power dispatch in microgrids using mixed-integer linear programming

As greenhouse gases emissions continue to rise, society is actively seeking methods to reduce them. Microgrids (MGs), which predominantly consist of renewable energy sources, play a significant role in achieving this objective. This paper proposes an optimized methodology for power dispatch in MGs using mixed-integer linear programming (MILP). The MGs include photovoltaic systems, wind turbines, biogas (BG) generators, battery energy storage systems (BESS), electric vehicles (EV), and loads. The model features an objective function focused on cost minimization, power balance, and the necessary limits and constraints for the system's safe operation. Real-time pricing is employed for energy transactions between the MGs and the main grid. The results demonstrate a cost-efficient operation for the proposed system comprising two MGs and the main grid. During periods of negative power balance, the demand was met by discharging the BESS, EV's battery, or purchasing energy from the grid. The BESS was charged when energy prices were low and discharged during peak demand periods and high energy prices. The intermittent nature of renewable sources necessitates an efficient management system to ensure reliable operation. Additionally, storage systems help mitigate the variability in generation. The BG generator was another crucial component for power supply due to its flexibility. Integrating these components into the system improved reliability and ensured a secure and balanced operation. Da die Treibhausgasemissionen weiter ansteigen, sucht die Gesellschaft aktiv nach Methoden, um sie zu reduzieren. Microgrids (MGs), die & uuml;berwiegend aus erneuerbaren Energiequellen bestehen, spielen eine wichtige Rolle bei der Erreichung dieses Ziels. In diesem Beitrag wird eine optimierte Methodik f & uuml;r die Energieverteilung in MGs unter Verwendung der gemischt-ganzzahligen linearen Programmierung (MILP) vorgeschlagen. Zu den MGs geh & ouml;ren Photovoltaikanlagen, Windturbinen, Biogasanlagen (BG), Batteriespeichersysteme (BESS), Elektrofahrzeuge (EV) und Lasten. Das Modell verf & uuml;gt & uuml;ber eine Zielfunktion, die sich auf die Kostenminimierung, die Leistungsbilanz und die notwendigen Grenzen und Einschr & auml;nkungen f & uuml;r den sicheren Betrieb des Systems konzentriert. F & uuml;r die Energietransaktionen zwischen den MGs und dem Hauptnetz werden Echtzeitpreise verwendet. Die Ergebnisse zeigen einen kosteneffizienten Betrieb f & uuml;r das vorgeschlagene System, das aus zwei MGs und dem Hauptnetz besteht. In Zeiten negativer Leistungsbilanz wurde der Bedarf durch Entladung des BESS, der EV-Batterie oder durch den Kauf von Energie aus dem Netz gedeckt. Der BESS wurde geladen, wenn die Energiepreise niedrig waren und entladen, wenn der Bedarf am h & ouml;chsten und die Energiepreise hoch waren. Die inkonstante Energieerzeugung der erneuerbaren Energiequellen erfordert ein effizientes Managementsystem, um einen zuverl & auml;ssigen Betrieb zu gew & auml;hrleisten. Dar & uuml;ber hinaus tragen Speichersysteme dazu bei, die Schwankungen in der Stromerzeugung abzumildern. Die Biogasanlage stellt aufgrund ihrer Flexibilit & auml;t eine entscheidende Komponente in der Stromversorgung dar. Durch die Integration dieser Komponenten in das System wurde die Zuverl & auml;ssigkeit verbessert und ein sicherer und ausgewogener Betrieb gew & auml;hrleistet.