在智能电网快速发展和分布式能源渗透率越来越高的背景下,家庭能量管理系统得到了越来越多的关注和发展。家庭能量管理系统通过指导居民用户科学合理用电,减少了用户的用电成本并满足用户用电的舒适性要求,对智能电网在用电侧的发展起到了促进作用。本文首先介绍了家庭能量管理系统研究的背景及意义,概述了目前的研究现状。描述了家庭能量管理系统的整体构架及其相关技术,详细介绍了光伏发电系统、储能系统以及家用负荷等主要设备的数学模型。其次,结合分时电价的需求响应机制,建立了计及用户用电成本的家庭能量管理优化调度模型,并采用粒子群优化算法进行求解。仿真结果表明,经优化调度后可以有效降低用户的用电成本。然后,考虑到用户用电的舒适性需求,给出了用户用电的舒适性指标,建立了计及多目标的家庭能量管理优化调度模型,将用电成本、时间不满意度、温度不满意度三者作为多目标进行优化处理,采用多目标粒子群优化算法进行求解,并采用熵权TOPSIS法对Pareto最优解集中的最优解进行选取。仿真结果表明,经优化调度后可以在有效降低用户用电成本的同时又能满足用户用电的舒适性要求,验证了所提模型的正确性。最后,为了减少光伏出力预测误差对优化调度的影响,建立了考虑光伏出力预测误差的家庭能量管理优化调度模型。对光伏出力预测误差建立数学模型,并采用情景分析法来减小光伏发电预测不确定性所带来的影响。通过分析表明,考虑光伏发电预测误差的家庭能量管理调度方法更具有现实意义。