如何在大规模、高度分散的居民用户群体中获得高用户参与度和响应度,是世界各国推行居民需求响应项目共同面临的难点。电力需求响应行为的研究属于交叉学科研究,需要融合工程、经济和社会等多学科研究方法,欧美国家更多采用试点实验的方法深入分析居民用户的需求响应行为。本文基于居民用户需求响应行为的特殊性,采用Living Lab实验科学的研究思路,系统性设计居民需求响应行为分析实验框架,并对实验构建的关键问题开展研究。论文首先借鉴欧美国家已开展的居民需求响应项目的研究经验和成果,归纳居民用户需求响应行为的特性及分析研究面临的挑战。为应对挑战,论文基于LivingLab理论,建立了三阶段居民需求响应行为分析实验框架模型。其次,针对实验设计面临的如何将小规模试点实验成果应用于大范围居民响应行为分析的问题,论文综合应用Top-down和Bottom-up模型建立了多维度、多尺度的“测试场景”和“测试用户”设置参考标准；并构建了实验中多阶段、多主体的信息交互机制,细化实验周期中不同阶段的交互内容,从而提高居民需求响应行为分析效率,为居民需求响应政策的制定提供决策支持；最后,基于我国某省的实际社会经济环境、居民分布及用电情况,尽可能结合现有实际数据,初步探讨本文所设计的实验方案在实施过程中的一些功能实现的可行性。