配电网在用户与变电系统之间起着至关重要的枢纽作用,其安全稳定地运行能够给国民经济发展、社会稳定以及人民的生活需要提供保障。现阶段飞速发展的信息技术,目前已广泛被应用到配电系统中,与配电网构成了配电信息物理系统(CPDS),其面临的网络安全问题也日益严重。虚假数据攻击(FDA)是一种专门作用于系统状态估计结果的新型网络攻击,其对系统的安全稳定运行具有严重威胁,甚至会引起连锁的停电故障。因此,研究针对FDA的配电系统安全防御问题具有深远的实际意义。基于上述背景,本文主要以配电系统为研究对象,针对属于完整性攻击的FDA所产生的严峻威胁,通过分析FDA在系统中的作用机理,提出了基于自适应卡尔曼滤波算法的检测方法。与此同时,设计并实现了基于博弈论的配电网防御策略,为深度融合的CPDS能够避免FDA的威胁并安全稳定地运行提供可靠的理论支持。具体的研究内容概括为以下几个方面:第一,分析了现阶段配电网中FDA的现状。FDA是通过相量测量装置(PMU)、远程终端单元(RTU)等通讯环节的入侵成功进入到系统中,主要作用于不良数据检测的状态估计环节,诱导其估计值偏离正常状态导致工作人员做出错误的控制决策。通过网络攻击的实际案例说明其对系统作用产生的深远影响。第二,根据FDA的原理及作用机理,构建了电网虚假数据攻击的检测架构,提出了用于FDA检测的非负定自适应卡尔曼滤波算法。该滤波算法通过对系统状态量的估计,解决了滤波发散的问题,旨在准确检测电力系统中的虚假数据。通过对本文所提检测算法的仿真模拟,结果验证该算法在保证滤波稳定性的同时,提高了攻击检测的运算速度。第三,在成功检测注入配电系统中的FDA后,研究了FDA的防御策略。为了解决配电系统被FDA入侵后的最佳防御策略,本文利用博弈论的思想建立多目标优化的双层模型,并通过帕累托最优以求取博弈模型的纳什均衡。本文假设仅对一条支路和一个信息节点发起攻击,站在防御者的立场,在该双层模型中通过分层计算得到最小负荷损失与最佳防御效果。在通过调整的IEEE14节点配电系统中验证了博弈模型的可行性与有效性。