随着“双碳”目标的提出,加强电力需求侧管理成为推动电力系统高质量发展的重要途径。其中,以柔性负荷控制为基础的居民用户侧管理是重要的研究方向。家庭能量管理系统具有良好的信息交互性和灵活的智能控制性,能够对家用电气设备进行统一管理,提高能源利用率和智能化管理水平,是加强居民用户侧管理的重要手段。在实际运行中,不确定性因素给系统的优化决策带来了很大挑战,是家庭能量管理系统研究中的重点对象。本文以家庭能量管理系统为研究对象,对不确定性环境下家庭能量管理系统的负荷预测和优化调度问题开展了研究。以下是本文的主要工作和取得的成果:（1）分析了家庭能量管理系统的组成,建立了系统与电网的双向交互模型,分析了各类电气设备的运行特性,建立了主要电气设备的数学模型,分析了不确定性的来源,对不确定性因素进行了分类,并分析了其对系统运行产生的影响。（2）针对家庭能量管理系统,基于数据驱动方法,提出了居民用电行为相似日提取方法,综合运用神经网络预测算法和非参数核密度估计方法,提出了考虑不确定性的组合区间预测模型,通过算例仿真验证了所建立模型的有效性。（3）从用电经济性和舒适度出发,建立了系统的优化调度模型,引入区间数理论求解不确定性优化问题,在二进制粒子群优化算法中调用CPLEX求解器,对系统进行优化调度,通过算例仿真对优化调度方法的可行性进行了验证。本文在不确定性环境中对家庭能量管理系统的预测和运行调度进行研究,所提出的区间预测方法和优化调度方法能够降低不确定性对系统运行的影响,有效提高居民用户的用电经济性。