智能变电站过程层网络的引入，使得继电保护系统在数据采集、传输、处理及输出过程与传统微机保护有很大差异，通信过程的不透明性、通信延时的不确定性以及通信路径的不唯一性等一系列由网络通信带来的问题，使对信息实时性、安全性要求极高的继电保护的可靠性受到威胁。过程层网络信息流既承载着采样、开关状态等电网运行状态数据，也承载着二次设备间跳闸、闭锁等控制命令，同时又是五防闭锁等各应用系统协调配合的逻辑，从而可以作为过程层网络性能表征的载体，过程层网络的性能最终可表征为信息流的分布特性、实时性、可靠性等特征指标。那么，对于通信网络的保护系统的研究将不仅仅局限于传统的物理拓扑层面，可深入到信息流的定量化、通信报文的定性化研究。对于继电保护系统可靠性的研究，也将深入到信息流的连通性层面。因此，本文以信息流为切入点展开研究，从信息流量化、智能变电站报文专有属性、信息连通性研究等角度，对信息流的特征进行分析，进而对智能变电站过程层网络的整体通信性能做出研究。并在此基础上，研究适用于智能变电站过程层网络通信异常保护办法，分析了过程层网络信息流的异常状态形成机理以及特征量，并提出了信息流异常的保护策略。进一步，基于GOOSE、SV报文的解析以及信息流量的监控，给出了过程层网络信息流异常保护的判据、逻辑和整定计算方法。提出了基于信息流的智能变电站继电保护的通信可靠性模型和评估办法，建立了继电保护各子功能与信息流的映射模型和信息流可靠性的计算模型，以琴韵变为参考对象，对现有继电保护组织形态进行可靠性计算与评估。进一步地，提出几种基于信息共享的集中保护组织形态，并对其中两种保护的可靠性展开研究，最后，对几种保护的可靠性研究结果进行对比分析，指出适应于智能变电站的更优的保护组织形态。