电力行业支撑着我国的经济发展,随着智能电网的建设,电力信息物理系统（cyber-physical power system,CPPS）逐渐复杂化,从而引进了新的风险,威胁电网安全稳定,造成停电事故和国民经济损失。因此对CPPS建模,研究信息网和电网交互作用对CPPS连锁故障的影响具有重要意义。本文通过模拟故障在电网与信息网之间的传播过程,对比不同的依存关系,分析CPPS连锁故障的风险,将状态估计应用于连锁故障预测分析以提高信息网可靠性,为CPPS连锁故障的防控提供理论指导。首先,分析CPPS网络安全的现状,阐明本文研究工作的背景及意义、国内外研究现状,分析近几年来因信息网受损导致的大停电事故,说明依存关系、信息因素、状态估计等因素对CPPS连锁故障的影响。其次,运用复杂网络理论,建立信息节点依存电力节点的CPPS单向依存模型。在连锁故障的跨空间仿真过程中,运用风险元理论,考虑调度中心对电网的控制,研究信息节点失效、信息传输延时引起的信息失效和不同类型的信息失效等因素对CPPS连锁故障的影响,表明CPPS中信息网对电网的重要作用。通过信息采集冗余、传输通道冗余等方法,有利于制定合理经济的控制方案,提高系统的安全性。再次,建立信息节点与电力节点相互依存的CPPS相互依存模型,通过改进电网与信息网相互依存关系的成立条件,研究故障在两网之间的传播过程。考虑网络攻击、信息节点自身故障和两网传输特性,完善仿真过程中的风险元。对比分析信息网与电网无依存、单向依存及相互依存,可知:在电网与信息网部分一一对应的结构基础上,相较于无依存及单向依存关系,相互依存关系会导致耦合系统的结构更脆弱;综合考虑介数、度数以及随机失效因素,选取初始故障,计算连锁故障风险,与仅考虑网络攻击、信息节点自身故障的情况对比,二者结合有利于筛选出信息网的关键节点,加强其防护,可有效降低连锁故障风险。最后,在连锁故障交互发展过程中,基于可观性考虑状态估计对CPPS连锁故障的影响。通过分析在单向依存网络中,状态估计对信息延时失效的作用,对比单向依存网络及相互依存网络中,状态估计对信息节点失效的不同情况,表明将状态估计应用于CPPS单向依存网络连锁故障的预测中,可有效减少量测信息缺失带来的风险。