用户侧能量管理系统在用电安全、能耗评估、负荷识别、用电优化等方面发挥着重要作用。为实现这些功能,需要对电器特性进行研究,其关键在于能否构建合理的电器模型对电器的运行特性及用户行为的影响进行描述。本文提出一种电器运行状态模型:首先引入暂态与稳态的概念,将电器状态的运行功率划分为趋势规律和干扰噪声两部分,分别进行建模表达;分析了电器状态转移的原因,主要包括内部的固有运行特性和外部的用户影响,并将电器状态转移类型划分为转入型和转出型;给出了状态转移概率矩阵,并用不同方法对两种状态转移类型的特征进行描述。在状态模型基础的上,研究了基于电器历史运行数据的模型参数提取方法。针对具有固定转移模式的电器和集成多种功能的电器,分别采用状态链和电器降维的方法进行特殊处理,以洗碗机和冰箱为例进行了说明。提出了模型在用户侧能量管理中的应用方法;采用功率筛选和功率偏差估计相结合的方式识别电器运行状态;通过异常检测判据诊断电器的故障;基于模型对电器的高度表达能力实现电器运行数据的压缩与解压缩,并提出了一种运行数据模拟方法;利用电器运行模型构造超状态,通过超状态预测与最大概率似然实现非侵入式负荷分解。本文对家庭中8种电器建立了电器运行状态模型,并对模型应用方法进行了算例分析,结果表明本文所提出的电器模型可以合理的反应电器运行情况及用户行为规律,且模型在状态识别、异常诊断、运行数据压缩、运行模拟及非侵入式负荷分解方面均表现良好。