电力信息物理系统(Cyber-physical power system,CPPS)是耦合了网络计算和物理环境的多维复杂系统,其中的信息系统对电力系统的安全、稳定与可靠运行起着重要支撑作用。智能变电站是电力信息物理系统的关键节点,变电站二次信息流对电力系统能量流有控制作用,而能量流又反馈作用于信息流。智能变电站在信息收集和信息处理决策上需要实现全站网络化和数字化,因此需要特别关注智能变电站的二次系统。本文聚焦智能变电站信息流,运用数学建模和仿真分析手段,深入探究基于通信网络架构的智能变电站二次系统的性能。本文首先对智能变电站的信息流进行建模,包括信息流报文传输路径建模和最大端到端时延建模。在明晰智能变电站通信网络数据交换机制的基础上,找出信息流报文路径的表达形式,同时借鉴网络演算理论寻找出智能变电站信息流报文传输的最大端到端时延,这有利于研究智能变电站中保护控制功能的有效性。然后,在明晰IEC 61850标准的基础上,详细分析和讨论了智能变电站二次系统中的智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)的功能,以网络仿真软件OPNET为平台,对智能变电站二次系统的主要通信设备进行二次开发,自定义功能需求,形成智能变电站二次系统仿真的各个功能模块,为实现智能变电站二次系统仿真构筑基础。最后,研究智能变电站二次系统的集成方案,利用搭建的智能变电站仿真平台对智能变电站二次系统进行仿真分析,刨析和验证了二次系统继电保护功能的实现逻辑,且将仿真得出的报文传输端到端时延与理论计算的信息流报文传输最大端到端时延进行了对比分析。