家庭智能用电系统作为智能电网的关键组成部分,通过信息通讯技术和智能硬件设备的支持,形成家庭智能局域网络。家庭智能用电系统可以获得电气设备运行数据,并根据用户的用电偏好和系统智能用电控制策略,传输控制信号,调控用电设备的工作状态,参与需求侧响应,以达到家庭用电费用最小的目标。因此,家庭智能用电系统既能够应对家庭电气设备多样化和灵活化所带来挑战,帮助用户实现多元化和个性化的用电目标,又能与电力系统双向互动,有助于电力系统削峰填谷、节能减排,减轻了公共电网的电力负担。本文重点研究了不确定环境下家庭电气设备的运行优化问题,首先对家庭中的多种电气设备的运行特性进行研究并建立相应的数学模型,建立了一个包含分布式光伏电源和多种用电负荷的家庭智能用电系统。然后,针对于用电系统中的不确定性参数问题,本文提出了分布鲁棒优化方法及其近似优化方法。算例结果表明分布鲁棒优化方法对于不确定问题具有较强的鲁棒性,能够基本满足用户舒适度要求和用电费用最小的用电目标。针对于日前优化调度结果无法适用于家庭用电实时控制,本文引入了模型预测控制方法,以便追踪环境温度和用户用水量两个不确定因素的变化。在此基础上,本文将模型预测控制方法分别与分布鲁棒优化方法、区间数优化方法和机会规划约束方法相结合,并应用到家庭电气设备运行优化问题中。算例结果表明三种不同的实时优化方法均具有较强的鲁棒性和实时性,能够实时调整优化策略,实现各电气设备的协同调度,以促进分布式光伏的就地消纳与负荷削峰填谷。