先进的计算、通信技术给电力系统的发展带来了机遇,促进了它的智能化与信息化,但同时也给它增加了来自信息系统的威胁。各种电力业务在实施过程中会被攻击者监视和利用,造成电力信息物理融合系统(CPS)出现信息泄露或决策失误,引起各种经济与社会损失。数据篡改攻击作为一种威胁性极强的网络攻击,经常被攻击者利用对电网造成危害,通过虚假数据注入攻击,攻击者可以将虚假数据秘密地注入智能电表测量或状态估计的监测机制,从而影响系统判断,造成电压越限等问题。因此,在电力信息物理系统深度耦合的背景下,网络攻击的存在使电力CPS需要更深入的研究,建模分析时要能够综合信息侧的攻击情况和电力侧的动态变化情况,以便提出更加有效地控制、改善策略。本文主要针对篡改攻击造成的电压不稳定问题提出新的控制策略,主要研究内容包括:(1)基于复杂网络理论,对信息通信网络拓扑结构中节点的重要度进行了讨论,其次基于设备存在的漏洞,利用攻击图量化出了与漏洞相关联的信息节点攻击概率,以相关的电力侧指标作为后果,综合分析了电力CPS中基础设施的重要性。此结果可以对二次设备的关键性作出评价,为电力CPS防御工作提供指导。(2)总结了电力CPS信息侧与物理侧的交互影响和故障传播特征,分析了网络攻击获取控制权的入侵方式以及篡改攻击的攻击途径,利用广义随机Petri网理论构建了攻击的入侵模型和信息的传递模型,计算出恶意数据包成功注入的概率。接着分析了篡改攻击对电压的影响,通过对调压模型的分析,构建了基于Petri网理论的电力CPS调压统一模型。(3)基于建立的调压模型,选用有载调压变压器(OLTC)作为调压设备,提出了篡改攻击下的调压策略。为了在攻击下保证系统安全可靠运行,并尽可能的识别出攻击的发生,策略中加入了事件触发机制,在检测到攻击事件时及时进行电压比较,以免因为动作不及时造成系统失稳。策略中将调压器设置在关键测量设备附近,以减少网络攻击对系统的影响,并利用粒子群算法找到最合适的分接头调整点,使系统电压维持平稳。最后利用算例证明了方法的有效性,合理利用能够在篡改攻击下维护电力系统的安全与稳定。