智能电网本质上是一个典型的信息物理融合系统,信息物理融合已经深切地影响着电能的产生、传输、分配等过程,信息系统为电力系统提供监视、数据采集、计算以及控制等功能,提高了电力系统的自动化水平,电力系统正逐渐演变为电力信息物理融合系统(Cyber-physical Power System,CPPS)。近年来大停电事故研究表明信息物理融合带来了新的安全风险,信息层的故障已然成为大停电事故的原因之一。未来能源互联网的发展势必加深信息系统与物理系统之间的融合,因此,从整体视角对CPPS进行相关安全评估具有重要的研究意义。基于以上背景,本文从相依网络理论出发,围绕统一建模、连锁故障演化机理、脆弱性分析对CPPS进行了一系列研究,主要的研究工作如下:为了对CPPS进行统一建模分析,叙述了相依网络理论的数学建模方法,并概述了相依网络连锁故障的演化过程。采用厂站级建模精度,从电力网、信息网以及它们之间的相依关系三个环节出发,建立了CPPS“部分一一对应”的相依网络模型。基于上述建模方法,建立了IEEE-30节点CPPS和IEEE-118节点CPPS两个实例,其中,IEEE-30节点CPPS采用实际CPPS中的相依关系,IEEE-118节点CPPS采用度数—介数耦合策略。为了分析CPPS的结构脆弱性以及不同拓扑结构的信息网对其脆弱性的影响,通过信息网生成方法构建双星型及网型信息网模型,提出一种CPPS相依节点对重要度综合指标,该指标以相依节点对为评价对象,在一定程度上可以度量相依节点对的重要程度。从网络攻击的角度出发,提出一种CPPS动态结构脆弱性分析方法,该方法采用随机攻击与蓄意攻击两种不同的攻击方式,对具有不同拓扑结构信息网的CPPS进行结构脆弱性对比分析。最后通过IEEE-118节点CPPS测试系统对所提方法进行仿真验证。为了考虑电气参数对CPPS连锁故障演化过程的影响,建立更加符合实际的CPPS连锁故障演化模型,对相依网络连锁故障模型的存活条件进行拓展,引入了节点可观向量(VOV)、节点可控向量(VCV)、支路可观向量(VOB)以及支路可控向量(VCB),以模拟信息系统对物理系统的监视、采集以及控制功能,并考虑了最优潮流经济调度,建立了综合考虑电气参数与拓扑结构的改进相依网络连锁故障模型。为了从攻击角度分析CPPS的脆弱性,基于改进相依网络连锁故障模型,提出了电力网节点存活率(RSVPG)、电力网支路存活率(RSBPG)、可观节点存活率(RSOV)以及可控支路存活率(RSCB)脆弱性指标,以反映CPPS的供电能力、拓扑结构完整度及监视控制水平,并在单一支路攻击、支路继电保护整定值攻击以及协同攻击三种不同的攻击场景下,分析具体攻击场景下CPPS的脆弱性情况。最后通过IEEE-30节点CPPS测试系统对所提方法进行仿真验证。