随着电力系统的更新换代,智能电网作为下一代新型电网,其对发电、配电和用电等进行全面升级以提高传统电网的整体性能。研究表明智能电网的无线通信环境存在频谱短缺、资源利用效率低等问题,因此将认知无线电技术应用于智能电网通信中,将有效解决智能电网无线通信发展的频谱资源瓶颈问题,提高频谱资源的利用效率和双向的数据传输速率,推进智能电网的发展,提高智能电网建设水平。本文在上述研究背景下,主要完成的工作如下:（1）在认知智能电网的邻域网络中针对频谱分配问题进行建模。引入信噪比和路径损耗对系统干扰进行约束,然后采用不同的群智能算法对频谱分配方案进行优化,使得网络吞吐量、系统能量效率和用户公平性得到更优解。（2）将改进二进制猫群算法应用于频谱分配优化。首先,为了防止二进制猫群算法早熟,在速度更新公式中加入非线性动态的权重因子;其次,引入增殖因子,产生子代猫群以增加种群的多样性,获取更好的全局最优解。（3）将改进二进制蝴蝶算法应用于功率控制和频谱分配优化。首先使用基于改进自适应转换函数和扰动因子的二进制蝴蝶优化算法为认知智能电网用户进行频谱分配,再采用基于接收信噪比的闭环功率控制算法动态调整用户的传输功率,减少了认知智能电网用户和主要用户之间存在的干扰。最后,以系统能量效率和两个用户公平性指数为优化目标,与遗传算法和二进制粒子群算法进行对比实验。结果表明,本文所提出的改进二进制猫群算法和改进二进制蝴蝶优化算法在频谱分配中具有收敛速度快、搜索能力强的特点,大大提高了频谱利用率和系统能量效率。