随着传统化石能源的日渐衰竭和人们对环境污染的日益关注,分布式发电技术（包括微型燃气轮机、风力发电机、光伏、燃料电池、储能等）,已成为我国能源可持续发展战略关注的焦点。为了充分挖掘分布式电源效益,提高电力系统运行效率,协调分布式电源与传统电网的相互作用,微电网（microgrid）作为发挥分布式电源优势最有效的手段,是建设智能电网的关键技术之一,得到了学术界和工业界的广泛关注。微电网通过对接入的多种分布式电源、储能系统、电动汽车以及柔性负荷的协调控制,既能保证微电网内部重要负荷的持续可靠供电,又能实现对主网的功率输送和备用支撑。微电网涉及了计算科学、网络通信以及控制理论等多个学科,以支持其安全、可靠和经济运行。微电网中的电气设备、测量装置和控制单元通过电力网络和信息网络形成数据耦合和逻辑关联,使微电网具备了信息物理系统（cyber-physical system,CPS）的典型特征。然而,微电网物理与信息的深度融合对运行过程产生了较大影响,尤其是不确定和不可预测的信息系统事件会降低微电网运行的可靠性和安全性。主要表现在以下两个方面:1)通信网络中故障、阻塞和信息扰动会降低微电网的供电可靠性;2)针对信息系统的网络攻击可以造成微电网的控制失效,甚至危害系统运行安全。本文立足于微电网CPS的运行控制过程,分析微电网信息物理耦合机理,从运行评估和协同控制两个方面开展一系列研究,为信息物理融合下微电网的运行分析和协同控制提供重要的理论支撑与技术支持。本文的主要研究内容总结如下:（1）考虑信息故障的微电网运行风险评估:针对微电网中信息与物理系统的耦合特性,提出了考虑信息故障的微电网运行风险评估方法。首先,基于微电网CPS的三层结构,提出了微电网CPS建模框架;其次,提出了基于链路状态协议的路由方法,能够快速确定每个物理节点与控制节点之间的最佳数据路径及其通道状态;此外,提出了一种最小化负荷失电的优化控制策略以响应物理系统的故障场景;最后,通过蒙特卡洛模拟方法计算系统运行风险指标,并分析了电力系统中物理侧对信息故障的敏感程度。（2）考虑信息扰动的微电网分布式鲁棒控制:针对不确定的信息扰动对微电网动态性能的不良影响,提出了考虑信息扰动的微电网分布式鲁棒H∞控制方法。首先,改进了基于一致性的微电网分布式控制模型,增加了数据扰动、参数摄动和通信延时三种信息扰动类型;其次,通过设计分布式鲁棒H∞控制器,量化了通信耦合参数和二次控制系统鲁棒H∞性能之间的关系;最后,提出了基于线性矩阵不等式的控制器参数求解方法,得到满足H∞性能指标要求的控制器参数作为策略实现的基础,并分析了微电网的延时裕度。（3）微电网网络攻击建模及分布式同步检测:针对微电网中的网络攻击威胁,提出了分布式同步检测方法。首先,基于单点虚假数据注入攻击（false data injection attack,FDIA）的攻击形式,建立了FDIA的两阶段模型,包括欺骗攻击和破坏攻击,分析了不同阶段FDIA对微电网分布式无功电压控制的影响;其次,提出了分布式同步探测与反馈检测机制,避免了集中式检测方法的复杂性;最后,设计了基于动态时间弯曲距离的反馈函数实时计算检测指标,能够适应通信网络中的延时和丢包场景,同时对攻击信号具有不同的灵敏度。（4）考虑网络攻击的微电网分布式弹性控制:针对微电网协同控制中网络攻击造成控制失效甚至系统失稳的问题,提出了分布式弹性一致性协同控制方法。首先,建立了基于本地检测的FDIA同步防御框架,避免了由于引入新的通信量而增加的防御失败风险;其次,提出了基于置信因子的分布式弹性一致性算法,通过加权矫正确定一致性通信耦合增益并搜寻同步,从而剔除攻击信息;最后,提出了基于本地检测和邻居平均值的置信因子自适应更新策略,降低了控制器设计的复杂度。