随着网络技术在电力生产系统中的不断深化应用,电力生产更加自动化,电力信息网络规模和复杂度不断上升,其上承载的业务也不断增加。电力信息网络除具有复杂网络规模大、结构行为复杂和持续进化的特点外,更有数据业务呈星形结构,实时性高,可靠性强和数据安全通信的特点。为保证电力信息网络的信息安全,要保证电力信息网络的保密性、完整性和可用性,传统密码学在电力系统中的应用有效的保证了保密性和完整性,但是在保证电力信息网可用性方面存在不足。为此,本文研究了当前密码学在电力信息网安全通信中的应用,分析了密码学在保证电力信息网可用性方面,由其是在发现电力信息网本身脆弱性方面的不足,并针对目前仅基于复杂网络物理结构特性对网络进行脆弱性分析的现状不能满足安全需求的特点,本文基于复杂网络分析思维,从复杂网络拓扑结构和业务数据特点人手,在蓄意攻击模型、级联效应模型和仿真验证技术三个方面展开研究,力求为电力信息网络的脆弱性分析提供系统化的支持,从而为保证电力信息网可用性提供支撑。论文的主要成果及研究内容如下：1.基于节点修正偏移量的蓄意攻击模型。首先分析节点偏移量在电力信息网络脆弱性分析中的不足,针对电力信息网络数据呈星形特点,引入修正节点偏移量的指标,提出了基于节点修正偏移量的蓄意攻击模型,来研究电力信息网络的抗攻击性；2.电力信息网络中的级联失效模型研究。分析了传统的容量-负载级联失效模型不适用于电力信息网络的原因,调整经典模型的假设,给出了适用于电力信息网络的级联失效模型,来研究电力信息网络的容错性；3.网络脆弱性分析和验证框架。在基于节点修正偏移量的蓄意攻击模型研究、电力信息网络级联失效模型研究和基于NS2的仿真验证模型研究的基础上提出了网络脆弱性分析和验证框架；4.数据网络安全分析系统的设计与实现。系统支持节点和链路的重要性分析以及级联失效仿真验证,通过应用RC4和RSA密码算法保证系统数据的传输安全。