随着化石燃料资源的短缺和社会日益增长的用电需求,以用户为中心的智能电网正逐渐形成。居民侧不合理的用电行为既增加用电费用又增加电网压力,因此作为智能电网最后一个环节的智能用电越来越被人们所关注。由于目前居民侧用电缺少数据交互同时也缺少对家庭用电设备工作时段的智能化调度导致用电结构不合理造成能源浪费。为指导家庭用户更好用电提高居民侧用电效率,基于M2M技术的智能用电管理应运而生。M2M通信网络技术可以在大量设备之间建立安全可靠、低功耗和全覆盖的连接,其核心理念是实现机器之间没有人为干预的直接通信。本文以居民侧智能用电中的M2M通信技术为研究对象,结合需求响应和实时电价对家庭柔性用电设备的工作时段进行调度,旨在使M2M技术为智能用电管理提供一个解决方案。本文的主要研究内容包括如下方面:(1)本文对国内外M2M通信技术和智能用电管理的发展和研究现状进行介绍,依据ETSI M2M委员会对M2M技术的定义分析了M2M功能架构中的各组成部分和常见的无线M2M通信技术,阐述了与智能用电相关的需求侧管理和实时电价,着重分析了家庭能源管理的功能需求和M2M网络架构。(2)针对智能用电管理中数据交互缺少问题,选用ZigBee、Wifi和LTE作为家庭区域网、邻域网和广域网的连接技术。由于M2M数据具有流量小和传输周期频繁的特点,考虑邻域网中Wifi的最大传输距离采用动态规划算法对智能电表节点进行分簇,使智能电表将收集到的数据流先统一传输至集中器再由集中器通过LTE技术远距离传输至基站中。根据不同M2M数据流的优先级不同对数据流进行分类,使用差异化的随机接入进行带宽请求并采用非抢占优先排队方法进行带宽授权实现广域网中无线资源管理,完成智能电表与控制中心之间的数据交互。仿真结果表明邻域网节点分簇策略可以降低智能电表与基站之间的传输成本,广域网中基于数据优先级的无线资源管理机制可以有效减少高优先级数据流的时延。(3)针对居民侧用电结构不合理问题,以数据流成功传输为前提对家庭用电模式进行分析,构建兼顾用电费用和用户满意度的用电模型。通过最小二乘支持向量机对家庭每小时用电量进行短期负荷预测。结合日前实时电价,通过改进sigmoid函数的离散二进制粒子群算法对家庭柔性设备工作时段进行优化调度,实现用电费用最小用户满意度最大的目标。仿真结果表明该方法可以转移部分柔性设备工作时段到低电价或清洁能源出力较大的时段,在降低用电费用的同时保持良好的用户满意度。