随着国民经济的迅速发展,电能需求的增长成直线上升的态势,由此加深了高峰时段的供需矛盾,促使政府部门急需解决大量的供电缺额、电网负载峰值增大等问题。为了确保电网安全稳定运行,提高电力市场运行效率,开展需求响应项目必将成为未来智能电网在用电侧发展的重要研究方向。居民需求侧作为电力系统用电规划的重要组成部分,其能源分配与电价成本对国民经济和社会都有重要影响。由于用户对信息、服务提出新的要求,同时新能源的广泛应用,需要电网与用户进行电力流和信息流的灵活双向互动。因此,本文针对居民用户参与需求响应的问题,围绕家庭能源和用电设备调度问题及求解进行了如下研究:详细介绍了需求响应的定义和分类,并对参与需求响应的需求侧资源进行了适用性分析。对家庭用户从响应方式、响应成本、响应度等方面,研究了其参与需求响应的可行性,并用算例说明优化响应策略在经济效益和缓解社会用电压力方面的效果。基于需求响应分时电价项目,综合用户用电的经济成本和用电舒适度,将用户不可中断负荷参数化,构建了兼顾经济目标和用户满意度目标的家庭不可中断负荷优化调度模型,模型以用户电价成本最小和用电不便度最小为目标。采用了不便度成本系数,利用Yalmip工具箱和OPTI toolbox中的SCIP求解器对模型进行求解。分析了不同不便度成本系数设置对计算结果的影响,在实际应用中用户可按用电成本和舒适度的不同要求进行系数的设置。算例仿真结果验证了所提模型的正确性和有效性,为家庭用电设备优化调度提供了新思路。智能电网的发展使需求侧资源能够参与到家庭能源调度中,本文在引入分布式发电系统和蓄电池储能系统的基础上,提出了家庭多能源互补系统的整体框架。在此基础上以最小化用户电费支出和电网能源消耗为目的,构建了家庭综合能源优化控制模型,对用电设备和多能源互补系统中能源进行了双层优化调度。综合分析运行成本、能源消耗和用电不便度制定了一个多目标优化问题,并通过解决混合整数非线性规划问题获得了优化控制策略。算例结果表明,优化策略能显著地减少运行成本和能源消耗,实现削峰填谷,引导用户合理用电、智能用电。