传统的电力网与信息网相互孤立,难以深入分析需求侧用电信息对供电侧的影响,不利于电力供需互动业务的开展。信息物理融合系统(CPS)利用先进的感知、计算、分析、决策技术,将信息世界与物理世界紧密相连。将此概念引入电力系统,有利于实现需求侧负荷资源优化及用户间的友好互动。温控型居民用户负荷作为调控资源之一,通过参与需求响应可减少电网波动,实现需求侧资源优化的目标。本文基于CPS理论设计了支撑居民电热水器与电网互动的CPS架构及模型,并研究了该模型决策单元层面的优化控制策略。首先,搭建了基于CPS的电力供需互动友好平台架构,并以此作为实现负荷优化控制的基础。选取电热水器为研究对象,研究了居民用户电热水器CPS模型,分析了通过该模型实现互动的具体功能,搭建了支撑居民电热水器优化控制的分级互动架构。其次,针对CPS模型的决策单元,结合居民用户的用水行为习惯和分时电价,制定了基于云模型理论的电热水器优化控制策略。为验证所提策略的有效性,对比采用优化策略前后用户用电成木和不同时段负荷量,验证了所提策略在节约用电开支和平滑负荷曲线中起到较好的效果。最后,依托CPS模型从物理系统中获取必要信息,以用户用电成本最小化为因标,用户舒适度为约束条件,制定了基于BPSO算法的电热水器优化控制策略。通过对集群电热水器的优化控制仿真,验证了该策略能够有效平缓负荷曲线。