智能电网技术的迅猛发展推动了负荷智能化进程,也促进了大电网与用户的双向互动,用户侧需求响应相关研究成为重要的研究课题。相比传统网荷关系,智能化网荷互动对需求响应优化控制与调度策略的准确性与可靠性提出了更高的要求。居民负荷作为负荷的重要组成部分,含有多种具有较高响应潜力的柔性负荷资源,但因其用电特性导致管理与调控该类负荷难度较大。因此,本文以居民负荷为主要研究对象,对柔性负荷精细化建模、需求响应潜力评估及优化调度等进行了研究。首先,结合居民用户用电个性化与舒适度需求,对三种典型家用大功率负荷进行了精细化建模研究。基于负荷本体物理模型和表达用户主观使用意愿的控制模型,提出了暖通空调系统、电热水器和电动汽车充放电负荷的精细化建模方法,详细分析了负荷各项技术参数与环境参数的精细化定义、用户个性化用电习惯及非典型用电过程对负荷用电效果的影响。其次,对单个居民负荷的能量管理优化调度策略进行了研究。分析了各类负荷的用电特性,以负荷用电舒适度需求和良性使用标准作为约束,建立了以优化用电成本为目标的家庭能量管理优化调度模型,并选用自适应离散粒子群算法分别在单类负荷和不同类型家庭场景下进行优化求解。优化前后的家庭用电成本对比及各类负荷用电需求曲线对比表明了提出模型的合理性与有效性。再次,聚合住宅区各类居民柔性负荷,在分布式虚拟电厂层面构建了调控潜力量化评判指标体系并提出了响应潜力计算方法。针对空调负荷,选取模糊C均值聚类方法进行聚类分析以区分不同类型住户;基于各类负荷的精细化模型和不同类型住户的用电特性分析,分别选择特征指标构建指标体系量化评判调控潜力;通过空调系统负荷曲线占空比分析、电热水器负荷水温曲线拟合分析及电动汽车负荷充放电可行域刻画求解响应容量,并由调控潜力和响应容量共同建立响应潜力分析模型。算例中各类负荷的聚合响应潜力分析结果证明了提出的潜力量化方法具有可行性与实际意义。最后,对分布式虚拟电厂的优化调度策略及网荷互动能力进行了研究。在分布式虚拟电厂层面,基于用户黏性理论建立了以售电利润最大化为目标的售电电价优化模型;在售电市场层面,将电网侧、分布式虚拟电厂和居民用户侧视为三方调度主体,构建了双层优化调度框架并分别建立上层、下层的优化调度模型,上层为以各分布式虚拟电厂运营利润最大化为目标的调度容量投标非合作博弈模型,下层对上层投标博弈结果进行分配,为以各用户负荷组收益最大化为目标的调度容量分配合作博弈模型;基于优化调度思想探讨了分布式虚拟电厂参与电网调峰的聚合负荷控制策略。算例分层优化调度博弈结果及调峰前后负荷曲线对比表明了提出模型和控制策略的合理性与有效性。