电力在国民经济中处于极其重要的地位，社会的发展和电网的扩大要求更加高的供电可靠性。然而电网结构不合理，运行操作不妥当，保护装置和断路器动作不正确、断路/短路故障或者外界干扰等因素都会引发电力系统事故甚至大面积停电。因此对电力系统故障诊断进行研究，及时做出故障诊断，生成事故处理辅助决策方法，减少停电损失，提高电力系统的可靠性，具有十分重要的理论和实际意义。在此背景下，本论文以现有的故障诊断模型与事故处理辅助决策方法为思路，对故障发生时的保护信息、断路器信息、电气信息、时序信息等多源警报进行充分利用，并综合考虑保护、断路器发生误动或拒动、警报信息失误(或者丢失)等情况的影响因素，发展了具有更高容错性的故障诊断模型。考虑电网连锁故障的可能性，提出连锁故障预测模型，并给出事故处理辅助决策系统。1)提出一种计及不完备信息的电力系统抑制弧Petri网故障诊断改进模型，保证在出现保护、断路器发生误动、拒动或者警报信息出现丢失、畸变等异常情况时的故障诊断结果的准确性。该方法首先通过断路器动作信息和电力系统网络拓扑分析确定停电区域，然后通过对故障假说进行分析，对故障区域中的元件的保护、断路器建立抑制弧Petri网模型，确定故障元件，并实现对警报信息完整性、正确性的诊断，识别出发生误动拒动的保护、断路器，具有诊断复杂故障的能力。2)提出计及延时约束的加权模糊时序Petri网电力系统故障诊断模型。根据元件与保护、断路器之间的逻辑关系，以及元件故障和保护动作之间、保护动作和断路器动作之间的延时约束构建诊断模型。该模型能够计及保护和断路器动作不确定性、主保护与近/远后备保护和断路器对诊断结果的影响程度。所考虑的延时约束特性能够对警报信息进行筛选，提高诊断模型的正确率。模型具有较好的容错性与适应性，一定程度上能够处理保护和断路器有不正确动作以及警报信息有误的复杂情况。3)提出基于多源信息的加权模糊时序Petri网故障诊断模型。通过故障电气量、保护动作、断路器开断的时序属性对故障警报信息进行校正，对校正后的警报信息利用诊断模型中的电气量判据、继电保护判据、断路器判据对故障进行识别。模型综合利用了故障时刻的多源警报与警报时序属性，能够处理复杂故障以及有保护和断路器误动/拒动、警报信息不完整/畸变的情况，并可以识别出保护和断路器的误动与拒动情况。4)提出基于马尔可夫链的电力系统连锁故障预测模型。所提模型考虑被切除线路引起的潮流转移对系统剩余线路的影响，以系统拓扑和网络参数为基础建立前后级连锁故障间的关系，同时计及保护/断路器不正确动作概率、系统硬件失效率，预测出连锁故障的路径。提出负荷损失度、输电能力下降和最大连通域比率三个脆弱性指标评估后续故障对系统的影响，有助于预防和控制连锁故障。5)提出事故处理辅助决策系统。所提系统由辅助分析子系统、辅助决策子系统构成。能够分析事故系统的越限情况、潮流突变情况、电压突变情况等，并对故障处理做出决策，隔离故障、处理元件和断面潮流越限、恢复事故系统、处理多重故障等。为调度运行人员做出事故处理决策提供了理论依据，对保证电网安全稳定运行有着重大的实际意义。最后对论文所开展的研究工作进行总结，并指出在电力系统故障诊断与事故处理辅助决策领域有待进一步深入研究的问题。