随着经济的不断发展,电力行业作为支撑国民经济发展的基础和命脉,其地位日益重要。电网规模的不断扩大,使得在电网扩展规划中如何构建一个安全、稳定、健壮的网架成为电力系统的重中之重。同时我国地域广阔,气候复杂多变,对电网的元件和输电线的电气影响很大,很容易造成电网连锁故障甚至大面积停电事故。电力系统是一个典型的复杂系统,目前复杂网络是研究复杂系统的热点方法,国内外也有不少基于复杂网络理论的电网研究,但都有各自的局限和不足,侧重面也不尽相同,因此本文从原有电网和扩展后的结构脆弱性提出新的模型和算法。主要研究内容如下：(1)在充分研究复杂网络理论的基础上,提出了基于区域影响的恶劣气候下电网连锁故障模型。该模型首先基于复杂网络对电网进行建模,并分析其拓扑特性,改进了拓扑特性中节点介数的计算方法；然后使用正态分布和泊松分布来模拟恶劣气候中雷电和覆冰对电网元件的故障率,从而将恶劣气候因素引入电网连锁故障模型中；最后传统电网节点攻击方式基础上,增加区域攻击方式对恶劣气候下电网连锁故障传播机理进行了研究,并与正常气候相对比。(2)提出了适用于电网扩展规划的SWN-PGEPIM模型及算法。该模型在已有电网规划模型的基础上,改进了网络扩展方式和评价指标：考虑到初始电网具有的小世界网络特性,模型使用改进的领域扩展和小世界扩展两种方式进行分析；用聚类系数、特征路径长度、平均停电程度和停电范围分布这四个评价指来分析网络扩展后对电网结构和运行脆弱性的影响,更能体现电网扩展对故障传播范围和速度方面的影响,从而为电网规划提供更有意义的参考。(3)基于上述提出的两个模型,以IEEE-118电网节点系统为对象,设计并实现了仿真验证算法,详细分析了模型及算法的效果,验证了上述模型的正确性。