随着我国电力工业的发展,接地网在运行过程中出现的安全问题越来越多,但是接地网大多仍然使用传统的方法设计,这就造成接地网的设计与安全运行的矛盾十分突出,迫切需要提出新的更为有效的接地网设计方法。因此,为了确保变电站安全稳定地运行,提高供电的可靠性,研究如何设计性能优越的变电站接地网变得刻不容缓。本文以500kV变电站接地网为例,经过分析和推导,建立了双层土壤模型,利用无约束优化方法对其参数进行优化,为设计安全可靠的接地网提供更准确的土壤信息。通过近似和假设,忽略一些不重要的因素,建立了新的变电站接地网优化设计模型并详细论述了各接地参数的计算方法。新模型颠覆了传统设计固定接地网尺寸的方法,将其作为约束条件,在保证安全的前提下,找到既安全又节省投资的接地网设计方案。在解决该模型描述的多目标优化问题时,采用两种不同的方法：加权组合法和基于帕累托最优理论的方法。在加权组合的过程中,根据安全性和资金投入的重要程度,将两者线性加权组合成新的目标函数。在优化算法方面,本文提出了自适应聚类差分进化算法,并将其应用在变电站接地网优化设计模型的优化上。在标准测试函数上的仿真实验,验证了改进算法的优越性,改进的算法寻优能力更强,精度更高。基于帕累托最优理论的方法,采用支配的概念对解进行评价和选择,得到一组相互均衡的非支配解集。这些非支配解相互之间都是非劣的,设计者可根据经验或者用户的要求选择一种方案进行实施,也可以用数学方法求得一个最佳参考解。本文采用目前最具有代表性的带精英策略的快速非支配排序遗传算法对接地网优化设计模型进行优化,同时对算法给出一些改进。针对多目标优化问题的约束,本文在深入研究的基础上提出了一种新方法—转化目标法。转化目标法在不增加任何参数的情况下,将约束转化成新的目标来处理。最后,分别采用两种不同的方法和约束处理方式对新建模型进行求解并进行对比分析,验证模型的可行性与有效性。文章的末尾对全文进行简单的总结,分析了本文提出的变电站接地网优化设计模型的不足并对将来要做的工作给出一些意见和展望。