现代社会中,电能作为应用最为广泛的二次能源在社会和人民生活中的重要性与日俱增。传统输电系统中通过输电线缆实现了电能的有效传输,然而由于线缆的束缚因此给人们的日常用电带来了不便,同时也影响了电能传输过程中的可靠性和安全性。无线电能传输技术作为一种基于非实体传输介质的电能传输新技术,实现了“非接触”电能传输,因此提供了更好的电能接入效果。经过一个世纪特别是近十多年来的迅速发展,无线电能传输尤其是磁耦合无线电能传输的研究与开发取得了显著的进展。纵观目前无线电能传输研发进程,有效提升空间能力和保障一定空间范围的传能能效,仍是无线电能传输系统研究的重要方向。针对一定空间范围内随机分布的多设备集群系统的无线供电问题,并考虑到设备分布空间状况的随机性、各设备电能实时状态的动态性以及电能存储水平的差异性等,一种基于无线电能传输技术的局域电能网络架构即无线电能传输网(Wireless Power Transfer Grid,WPTG)被提出以解决此类问题。该电能网络由具有一定电能存储和无线电能传输能力的用电设备节点组成,基于“多跳式传递”思想结合Internet网中“路由原理”对电能网络内任意位置节点进行电能传输,从而实现网域内全部节点的电能供给保障。其中电能传输过程的优化对于提升该电能网络的性能表现至关重要,因此对其研究具有极大的理论意义和实际价值。本文重点针对WPTG中电能多跳中继式传输模式中的传能能效优化问题展开研究工作。面向有源注入式WPTG中的全网电能传输链路覆盖任务,研究了网内多传输链路机制所形成的电能注入树形传输链路结构,从而建立了对应的最优电能传输链路规划模型,并引入基于生物觅食机制的智能算法实现了能效最优的规划方案;研究了电能自治式WPTG中的电能传输链路特性和网络特性,基于多性能指标建立了对应的电能传输链路非线性优化模型,并引入改进型遗传算法实现了电能自治式工作模式下电能传输链路的全局优化;研究了网络规模较大的电能自治式WPTG中的基于不均匀簇群的分层网络机制,通过该机制实现了对网内电能传输过程的有效规划,以降低电能传输中的电能传输损耗并保证电能负荷均衡特性,从而提升了网路稳态期即网络能效表现;研究了网内节点运动且外部注入周期性间歇接入网络的动态WPTG情况,对运动节点间电能传输特性进行分析,并引入电能回馈概念表征外部注入动态接入影响,从而共同建立了电能自治阶段的协同电能传输优化模型,通过改进型蚁群算法实现了协同电能传输方案的能效优化。本文工作的创新性贡献:(1)面向有源注入式WPTG中的全网电能传输覆盖任务,基于其形成的电能注入树形传输链路结构的特殊性进行分析,建立了对应的最优电能传输链路规划模型,提出基于生物觅食机制的智能算法实现了能效最优规划方案;(2)面向电能自治式WPTG,针对规模较小时的电能传输链路优化问题,基于电能传输特性,并结合网络特性,提出多指标电能传输链路优化模式,通过改进型遗传算法实现了全局优化;针对规模较大时的电能传输过程,提出特殊簇群机制对其进行有效规划,提升了网络的能效表现;(3)针对外部电能注入周期性间歇接入的动态WPTG电能自治阶段的协同电能传输问题,基于网内节点运动带来的电能传输不确定性,考虑外部电能注入动态接入这一特殊性,建立了电能自治阶段的协同电能传输优化模型,并提出改进型蚁群算法实现了协同电能传输能效最优方案。