随着智能电网战略的发展和推进,电力系统和信息系统之间的交互愈发紧密。智能电网被视为一种典型的信息物理系统即电力信息物理系统（Cyber Physical Power Systems,CPPS）,其信息-物理交互作用于电能的产生、传输和分配等过程。近几年发生的若干起蓄意攻击电力系统的事故表明,电力系统融合信息系统会带来新的脆弱性因素。而以往的CPPS研究分析仅从单一系统出发进行分析,与实际情况存在偏差。因此,从全局视角对CPPS的脆弱性及改善策略进行分析,具有重要研究价值。本文的主要研究工作包括:根据CPPS中电力系统和信息系统间的相依关系,引入相依网络理论,建立“部分一对一”CPPS拓扑模型。传统CPPS建模只考虑拓扑模型具有一定的局限性,为贴近实际的电力系统潮流分布特性,采用电气介数作为电力线路的权重,建立电力系统权重模型。同时,考虑信息系统中的数据传输特性,结合本节点以及相邻节点的信息量,搭建信息系统权重模型。以IEEE-39节点系统为例,建立加权的IEEE-39节点CPPS模型。针对信息系统与电力系统间的交互对CPPS脆弱性的重要影响,通过分析故障在网络间的交替传播方式,基于渗流理论建立CPPS连锁故障模型。为定量评估CPPS的脆弱性,本文将电力网负荷损失率、网络相对效率以及节点存活率作为脆弱性评估指标。考虑传统信息网节点最短路径计算基于节点跳数的问题,并未计及信息传输量,本文从信息边权重出发利用Floyd算法计算加权最短距离,为数据的高效传输选择最优路径。在攻击背景下,结合电力网节点的潮流以及拓扑特性,辨识电力网重要节点,并以重要节点为攻击目标,建立新的蓄意攻击策略。以IEEE-39节点CPPS为例,分析CPPS在随机攻击与蓄意攻击策略下的脆弱性。再以IEEE-118节点CPPS为例,对比分析在相同攻击策略下不同网络规模CPPS的脆弱性。在CPPS模型基础上,提出考虑均衡信息节点重要度的网间加边策略。同时,考虑信息网的边权重,提出缓解拥塞数据流的加边扩容策略,以减少信息网的平均最短路径,增长网络的数据传输容量。联合以上方式,提出脆弱性综合改善策略,并以IEEE-39节点CPPS为例,对比分析相同攻击策略下不同脆弱性改善策略的效果,验证本文改善策略的有效性。再以IEEE-118节点CPPS为例,对比分析在相同攻击策略下,网络规模对脆弱性改善效果的影响。