“双碳”目标下,低碳化、节能化成为制造业高质量发展的必然趋势。制造企业如何在降低成本的同时提高绿色生产效益,以应对新时代背景下的挑战,进一步化挑战为机遇,实现柔性生产、可持续制造与绿色发展,显得尤其重要。基于上述背景,本文研究了微电网在制造企业的应用问题,涉及微电网系统各个模块的协调、生产制造的约束以及能源分配优化决策。本文根据微电网相关理论,定义了整个微电网系统,然后分别从它的系统容量设计和该系统下的生产维护及电能集成优化两个角度建立了相应的数学规划模型,并设计了对应的求解算法。本文主要研究内容如下:1)首先,本文结合微电网各产电模式的优缺点,设计了“光伏发电+蓄电池”的联合型微电网结构,结合整个系统涉及各个模块的成本,同时考虑生产能耗约束和分时电价模式,从整个微电网系统建设的项目周期进行长期战略规划。本文在对系统配置有效评估后,以最小化建设方案的净现成本为目标优化系统容量。然后,设计了遗传算法结合蒙特卡洛模拟的双层算法进行模型求解,并通过数值实验说明设计方案的有效性和合理性。数值实验表明了微电网装机方案的经济性,并对比分析了不同因素对系统容量大小的影响。2)其次,基于该系统,考虑更多贴合实际的生产细节进行短期生产调度,进一步验证该系统在日常生产运营中的适用性。本文主要考虑了设备维护和工件的非同时到达,以最小化电力成本为目标,建立了生产计划、设备维护和能源分配三者集成优化的混合整数规划模型。针对模型的不同决策变量设计了相应的求解方法,在三个层面分别设计了遗传算法、启发式规则和最小费用流精确算法进行求解。数值实验说明了模型的有效性和集成策略的优越性,其中电量流动分析表明了储能模块的关键作用。本文设计的可再生能源微电网系统有效在分时电价模式下帮助制造企业实现削峰填谷、降本增效,进一步提高管理人员应用新能源的积极性。长远来看,本文的集成优化方案可促进节能减排,助力实现可持续制造和绿色经济发展。