由于电力系统的智能化趋势和区域系统的互联要求,电力系统对信息系统的依赖也越来越深,这使得传统的电力系统正逐步演化为电力系统与信息系统深度耦合的电力信息物理融合系统。电力系统为信息系统的可靠运行提供持续的能量流,而信息系统为电力系统的可靠运行提供有效的信息流。一方面,信息系统中先进的信息通信技术提高了电力系统的可控性与可观性;另一方面,信息系统/电力系统的故障会通过网间的耦合连接传播到电力系统/信息系统,从而造成单侧系统的故障在耦合系统间交替迭代传播形成级联故障,易导致大停电事件的发生。近年来全世界范围内发生了多起大停电事件,直接或间接地印证了信息系统在大停电事件中的诱发、传递、扩大等方面的消极作用。因此,本文以复杂网络理论为基础,对电力信息物理融合系统中电力系统和信息系统的耦合建模、信息-物理交互机理及级联故障传播机理、鲁棒性评估方法、关键节点评估和冗余保护策略进行研究,该研究具有重要的理论价值和现实意义。主要研究思路为:首先,分析电力信息物理融合系统中电力系统和信息系统的信息-物理交互机理及级联故障传播机理;然后,提出系统鲁棒性评估指标;进一步,基于以上研究内容研究了网络攻击的攻击路径、关键节点评估和冗余保护策略。根据研究思路,本文的主要研究工作如下:（1）研究级联故障下电力信息物理融合系统中孤立子团的分布状态及其交互机理。首先分析了级联故障下电力信息物理融合系统的状态,即电力系统和信息系统在故障下的解列情况,并指出系统中孤立的子团之间仍然通过网间耦合连接保持运行。其次考虑到电力系统中节点的异质性,其中电力节点分为发电节点和变电节点,且含有发电节点的孤立子团才能在解列情况下保持运行,进而提出考虑孤立子团和节点异质性的信息-物理交互机理,并得到级联故障下孤立子团分布状态与不同攻击场景和耦合连接之间的关系。（2）研究电力信息物理融合系统中电力节点的脆弱性和系统的连通性评估方法。考虑在实际情况下电力系统和信息系统中节点/连边负载的动态特性,引入负载-容量模型进行量化分析。根据节点/连边负载的动态特性,以及节点/连边故障情况下系统中负载的重分配机制,分析了节点/连边故障导致的系统过载故障以及引发的新一轮级联故障,并提出了级联故障在电力系统和信息系统中交替传播的机理模型。同时基于系统负载在级联故障下的动态变化,定义了负载溢出指数并建立了系统的脆弱度矩阵,提出了电力节点的脆弱性和系统的连通性评估方法。相比于传统基于最大子团的评估方法,该方法能显著地区分不同节点故障对系统鲁棒性的影响,且能更精确地刻画出系统在级联故障下的状态。（3）研究网络攻击在电力信息物理融合系统中的攻击路径问题。基于考虑孤立子团和节点异质性的信息-物理交互机理,建立了电力信息物理融合系统模型,分析了电力系统和信息系统的耦合关系。首先考虑到控制信号在信息系统中传输所耗费的能量以及从信息系统成功传输到电力系统的概率,定义并量化了攻击成本。其次分析了系统遭受网络攻击后的故障规模,定义并量化了攻击收益。最后定义了攻击效率来分析攻击成本和攻击收益之间的益损比。通过计算所有路径的攻击效率来分析出系统中最高效的攻击路径,即攻击者最有可能采取的攻击路径,为后续电力信息物理融合系统中防御保护策略的研究提供指导。（4）研究电力信息物理融合系统中关键节点评估和冗余保护策略。基于复杂网络理论的信息-物理交互机理,建立了电力信息物理融合系统模型,分析了电力系统和信息系统的耦合关系。同时考虑到耦合系统的异质性,定义网间节点重要指数来评估系统中节点的重要性并提出4种关键节点的评估方法,同时定义网间差异性指数来分析系统中耦合节点对之间的差异值并提出2种冗余加边保护策略。仿真结果表明所提关键节点评估方法能够有效地评估节点的重要性,而所提冗余加边保护策略能够显著地提高系统的鲁棒性。