能源行业经历着巨大变革,以不断增加化石能源消耗的解决方式不可持续。而以实现最大范围的信息互联共享为基本目标的互联网,正以前所未有的速度与力度革新传统的电力行业。信息与物理融合系统实现能量的信息化与互联网化管控的同时,也给传统电力系统带来信息安全隐患。信息系统故障可能跨空间影响到物理层的运行,一方面可能引起物理系统发生联级故障,另一方面给电网运行防御策略提出更高的要求,加大了电力系统安全评估的难度。因此,本文针对信息故障跨空间传播行为及防御策略进行研究,为解决电力信息物理融合安全问题提供参考。首先,本文采用加权最小二法对电网量测量进行状态估计,针对量测量中存在不良数据,利用目标极值检测与残差法对坏数据进行检测与识别。基于现有不良数据检测方法的不足对虚假数据注入攻击原理进行剖析,利用1-范数对攻击向量稀疏性进行优化,在此基础上,研究虚假数据注入攻击向量的构造与约束问题。通过matpower仿真分析虚假数据攻击的行为特点,为下一步研究信息故障跨空间传播分析奠定基础。然后,本文根据电力信息系统故障传播机制,统一将智能监控设备与通信网络节点的状态量抽象为数据节点。在此基础上,通过分析数据节点状态变化与转移的量化关系,建立了基于元胞自动机与多层前馈神经网络的数据节点安全评估模型。利用多层前馈神经网络挖掘元胞自动机的演化规则,并计算得出数据节点故障跨空间随机传播概率。采用IEEE9节点系统为算例,通过仿真验证了评估模型的有效性,为研究电力信息物理融合系统安全评估提供了新思路。最后,本文结合通信网与电力网的交互特点,利用层次分析法与启发式算法分别解决不同场景下节点权重问题与最优路径的搜索问题。根据攻击者可能发动的攻击场景与节点状态建立攻防博弈模型。通过以智能变电站网络攻防过程进行分析推演,综合考虑博弈双方攻防路径的成功率、成本函数及量化收益,给出攻防双方最优博弈策略。