在全球经济不断发展、化石能源面临枯竭的环境下,人们对于能源的需求量却日益增加,电力需求尤为明显,能源的供需关系紧张。许多国家都开始着重发展新能源,随着可再生能源发电逐步渗透,单纯从供电侧调整已经无法实现供需平衡。需求响应(Demand Response,简称DR)作为调度电能供需平衡的技术手段,能够有效地发掘用户侧的潜力,增加电网调度的灵活性,对稳定电网运行起到了重要作用。本文以居民负荷为研究对象,开展了以下研究工作:(1)本文设计并实现了智能电网需求侧响应管理的实验平台。平台包括硬件和软件两部分。硬件主要是智能插座,通过在处理器上集成传感器、无线通讯装置和控制器,能采集负载的电气特征量和改变负载的工作模式;在软件系统部分,搭建了“服务器+客户端”的整体架构,以MySQL为服务器端数据库,根据插座检测到的数据,开发了对用户节点中各个电器工作状态的远程监控系统。同时,本文还对实验平台整体功能进行了测试,并达到了预期效果。(2)研究了分段激励下的负荷最优调度问题。针对某一时刻电力供不应求的情况,通过设置好分段激励机制,调度用户侧的需求来实现供需平衡,旨在最小化电网对于参加调度计划用户的补贴和整个网络的有功损耗,结合线路上的潮流约束,我们将该问题描述成带有二阶等式约束的优化问题,然后运用了二阶锥松弛技术,将该问题转化为凸问题求解,最后进行了仿真实验,验证了算法的可行性。(3)研究了随机环境下的在线负荷调度问题。针对越来越多的不确定性新能源接入电网,居民侧用电需求在时间尺度上随机性日益增加的情况,将进一步进行时间维度上负荷调度问题的理论研究。本文设计了一种在线的控制策略,基于李雅普诺夫优化技术,来优化用户用电需求量和分布式新能源随机性下的发电机长期运行成本。