智能用电是连接供电部门与用户之间的桥梁,是智能电网发、输、变、配、用和调度六个环节中的重要组成部分之一,灵活互动的智能用电在解决节能减排、环境污染等问题有着巨大的作用。家庭能量管理系统(HEMS,Home Energy Management System)是智能用电在居民用电侧的延伸,本文在高级量测体系技术和需求响应项目的支撑下,研究智能用电环境下的家庭能量管理系统,HEMS通过内部优化控制策略合理调整家庭用电设备及用户自身配备储能设备的充放电来适应电网负荷和电价变化的变化,从而达到节约能源、减少用户电费支出、削减和转移负荷、提高电网的稳定性和安全性的目的,在用户参与需求响应项目的同时,也可以引导用户培养良好的用电习惯。本文首先分析智能用电国内外研究发展现状,进一步对其支撑技术高级量测体系结构进行介绍,重点分析智能电表在HEMS中的作用,并对国内外需求响应实施环境、政策和项目类型进行分析,然后提出家庭能量管理系统总体设计框架,详细介绍各组成部分。HEMS除了具有用电信息采集、通信、用电设备控制开关、优化控制策略功能外,还应具备实时电价预测、负荷预测以及数据分析等高级功能,因此本文在HEMS的基本功能研究基础之上,提出一种基于蜻蜓算法优化的SVM实时电价预测模型。由于输入特征量对模型预测准确率影响极大,因此本文在对原始电力市场数据规律、相关性分析基础之上提取输入特征变量,并运用Elastic Net算法对提取的多维特征降维,既保证了模型预测的准确率,又提高模型的运算速度,并通过真实案例与其他方法做对比仿真实验,验证该预测模型的有效性。文章最后提出一种基于实时电价和尖峰电价的HEMS控制策略,该方法使用层次分析法(AHP)对可调整用电设备的综合满意度进行评估,并考虑家庭分布式电源及储能设备对家庭用电的影响,建立以满意度最高和满意度与费用最少兼顾为目标的最优控制模型,使用户满足电力公司在需求响应时段的约束要求并获得最满意、舒适的控制策略,并通过案例仿真验证所提出的控制算法的实用性和有效性。