随着信息物理系统在工业领域上的发展,给电力系统及其他工业系统提供了更为快速、便捷的操作模式,同时电力系统对信息系统依赖程度猛增,随之而来的安全问题也不容忽视,开展电网信息物理系统(Cyber Physics System,CPS)安全防御方法研究具有很大的现实意义。因此,本文进行了预想事故场景下电网CPS的风险评估和安全防御方法的研究。本文首先在能量流-信息流交互的背景下,针对信息系统的大量告警信息提取关键属性并构建初始事故场景,考虑到初始事故场景数目巨大,提出一种场景优化方法,对初始事故场景进行场景滤除、场景聚合和场景关联,最终得到预想事故场景,该方法可以用于电力系统的离线和实时告警数据处理和分析。其次,提出基于无欺诈性数据的状态估计法,甄别由欺诈性数据导致的预想事故场景。该方法从数据成分、数据时间断面、数据精度和数据频率四个方面将SCADA系统数据和WAMS系统数据融合,把不会遭受攻击的发电机出口功率作为观测序列,基于动态规划原理得到状态向量,实现较高精度的欺诈性数据检测并进行状态向量的一致性校验,提高了状态估计的精度。以IEEE14和IEEE30为例进行仿真实验,证明该方法能够准确鉴别出欺诈性数据导致的预想事故场景。接着,从电网应对事故场景状态和外部入侵两个角度,建立包含用户安全风险、电网运行风险、电力通信网风险、人为因素入侵风险和环境因素入侵风险的全方位综合风险评估指标体系。继而,设计各个指标的计算方法并进行风险定级和风险量化,提出一种基于层次分析-熵系数法的风险评估指标权重计算法,避免了熵权法差值大、适应性差等缺陷,得到预想事故场景的综合风险评估结果。该方法给出了详细的风险评估步骤,通过辽中地区实例分析得到某小范围停电时段的风险评估结果,为后续的安全防御作铺垫。最后,在预想事故场景综合风险评估的基础上,引入工程博弈的观点,提出基于演化博弈的预想事故场景安全防御方法。该方法将预想事故场景作为攻击方策略,并设计四种防御方策略,将综合风险评估结果作为适应度函数,组合防御方策略,通过演化稳定均衡获取最优策略,得到具体的安全防御方案。经过辽南地区电网实例数据验证,表明该方法能合理选择防御策略,可以在一定程度上提高电网的稳定运行能力,减少负荷损失。