智能变电站作为电力信息物理系统（Cyber-Physical Power System,CPPS）的重要节点,其内部的能量流与信息流之间的耦合和相互作用随着先进传感、通信技术的稳步发展变得愈发密不可分。相较于传统智能变电站,新一代智能变电站对二次系统设备的集成化和信息的层次化提出了更高的要求。由于二次系统信息流承载着反映和调控一次系统能量流的关键功能,故在数字化传输的信息共享背景下,二次系统通信网络的性能极大程度上制约着新一代智能变电站的可靠性。因此,厘清二次系统网络的互操作逻辑,透析信息传输的正确性和实时性,对优化和完善变电站整体运行性能具有重要价值和意义。本文从变电站二次系统网络层面,针对设备建模、流量分析和延时优化等关键问题,结合数学建模思路,运用仿真分析手段,形成关于新一代智能变电站二次系统通信网络的性能研究方法。本文首先厘清二次系统各智能电子设备（Intelligent Electronic Device,IED）的互操作功能和结构建模要求,明晰不同网络层次的运行逻辑。随后在有限状态机的基础上进行设计,形成一套可应用于IED仿真建模的通用方法,并基于此在OPNET网络仿真平台中构建了一套满足IEC 61850标准的IED仿真元件模型,实现智能变电站二次系统的仿真分析。其次,明晰和归纳过程层网络中的报文流量特性,针对不同IED的报文发送特点构建对应的注入流量数学模型。根据过程层和间隔层设备的流量模型,提出基于过程层网络流量的性能评估方法,实现智能变电站一、二次系统不同运行状态下的网络流量分析,并使用第二章所构建的仿真方法进行验证。最后,考虑在复杂网络情况下SV（Sampled Value）报文级联传输的实时性能,从母线电压采样值通道的级联传输延时对合并单元数据汇总的影响方面进行切入,分别从设备连接拓扑和信息处理决策两方面给出缩短和弥补时延影响的方法。针对两种方案的实时性和可靠性进行分析,总结了两者的适用范围。