智能电网建设的推进使得电力系统的通信、计算和控制能力得到极大的发展,信息系统与物理系统联系愈加紧密,电力系统体现出典型的信息物理系统（Cyber Physical System,CPS）特征。信息物理的强耦合关系提高了电网运行的监视控制能力,然而也引入了网络攻击的风险。传统电力信息侧通过专网专用方式及传统网络攻击检测手段保证信息安全,但这种信息安全防护方式在针对工程故障的新型网络攻击威胁下面临极大挑战。面对上述难以通过传统防护手段检测的攻击,电网应基于电力CPS信息物理深度耦合的特性,考虑信息物理协同的主动防御方法。本论文针对电力CPS的网络攻击防护问题,在归纳和分析现有研究在网络攻击建模、态势感知、检测和防御方面的进展和成果的基础上,开展了电力系统网络攻击信息物理协同防御方法研究,主要工作如下:（1）对电力CPS典型网络攻击事件进行了剖析和步骤分解,总结了电力CPS应对不同攻击阶段的防御难点和需要解决的关键问题,在此基础上提出了信息物理协同的电力系统网络攻击纵深防御体系架构构建方法。（2）针对已突破信息边界的潜伏网络攻击向量缺少感知方法问题,挖掘了电力CPS在稳态运行阶段信息侧状态与物理侧状态的关联关系,提出了一种基于信息物理关联状态挖掘的动态权值集成孤立森林模型,感知潜伏的信息侧攻击活动。应用无监督学习和集成学习方法,分别构建孤立森林子树模型和集成森林模型,最后基于遗传算法优化集成孤立森林权重组合,构建稳定的攻击事前感知模型。（3）对于由网络攻击导致的物理故障缺少快速准确的故障原因辨识方法问题,提出了基于信息物理双侧信息的网络攻击协同辨识方法。首先提出了电力信息物理系统多源异构数据融合建模方法,形成了电力CPS事件完整状态表达序列,随后提出了一种特征序列挖掘方法,构建了离线电力系统故障事件辨识模型。在此基础上,基于机器学习方法提出了一种信息物理融合序列-数据联合驱动的网络攻击事中在线辨识方法,为电力CPS采取有针对性的控制措施提供了支撑。（4）针对现有的电力紧急控制方案可能无法有效恢复由网络攻击造成的电力CPS工程故障情况,提出了信息物理协同应对网络攻击造成工程故障的紧急控制措施调整方案。基于关联矩阵的电力CPS通用化建模方法分析网络攻击的影响,提出了一种考虑网络攻击的电力CPS预想故障集生成方法,针对预想故障提出一种包含信息物理双层优化的策略调整方法,提出可拓展的策略判断函数分析既定策略的可行性,实现紧急状态下电力CPS信息物理协同应对网络攻击威胁的事后紧急控制措施调整方案。