隨著風電機組容量的不斷增大，其對電網的影響也越來越大，而且風電機組尤其是海上風電機組系統(tǒng)每次故障所需要的高維修成本，使得對風力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高。
　　然而根據(jù)系統(tǒng)故障率統(tǒng)計結果，作為風力發(fā)電系統(tǒng)的核心組件，功率變流器是風能轉換系統(tǒng)中一個薄弱裝置，是主要的失效組件。不同風電場中同一類型的風電機組或同一風電場中不同類型的風電機組，變流器故障率存在較大差異，風電變流器的可靠性與風速和氣溫等復雜外部環(huán)境及風電機組類型有關[1-3]。
　　變流器的故障在很大程度上歸因于功率半導體器件的失效[4,5]，因此評估風電變流器中功率器件的壽命以及評估風速分布對功率器件壽命的影響，對進一步研究如何提高功率器件壽命具有很大的指導意義。
　　文獻[1-3]根據(jù)實際風電場中風電機組系統(tǒng)的故障率記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計出風電機組系統(tǒng)各組件的故障率分布，分析了風速分布和風電機組類型對不同組件可靠性的影響，文獻[1-3]的所得結論雖然能夠反映特定區(qū)域變流器的故障率情況，但不能反映功率器件的故障率分布，無法指導基于可靠性的變流器設計。
　　文獻[6]基于FIDESGuide2009可靠性手冊評估了風電變流器各組件的可靠性，討論了風電機組參數(shù)和風速分布對變流器可靠性的影響，但是器件失效主要是與功率器件封裝有關的失效，該文章中的恒故障率模型并不適用于功率器件封裝失效的器件壽命預測[7]。與封裝有關的功率器件失效主要與其工作溫度及承受的電應力有關，因此現(xiàn)有文獻主要是基于器件的結溫來評估器件的可靠性[7-12]。
　　文獻[8-10]結合實際風速數(shù)據(jù)評估功率器件溫度任務剖面，利用所建立的功率器件壽命評估模型計算器件壽命消耗；文獻[11,12]利用概率函數(shù)模擬風速分布，然后評估不同工況下器件的壽命消耗。但文獻[8-12]只是評估不同工況下功率器件的壽命，并未對風速分布與器件壽命消耗的關系進行討論，很難直接指導變流器的可靠性設計。
　　本文建立了一種功率器件壽命的概率評估模型，用于分析風速概率分布與功率器件壽命的關系，給出了風速與風電變流器電氣參數(shù)的定量關系，討論了功率器件結溫數(shù)值計算方法，并以額定功率為1.5MW直驅風電機組系統(tǒng)為例，利用荷蘭Lauwersoog、Valkenburg和愛爾蘭Dublin的風速統(tǒng)計數(shù)據(jù)評估了風速分布對風電變流器中功率器件壽命的影響，最后將該文所得結論用于研究如何提高風電變流器中功率器件壽命。 　　結論
　　主要分析了風電變流器中各電氣參數(shù)與風速的定量關系，給出了功率器件結溫的數(shù)值計算方法，建立了一種風電變流器中功率器件壽命的概率評估模型，深入分析了風速概率分布和功率器件壽命的關系，主要得出以下結論：
　　機側和網側IGBT模塊在變流器運行狀態(tài)臨近額定功率輸出時，因基頻結溫波動而所消耗的壽命最高，器件壽命消耗的分布曲線存在峰值。
　　風電變流器中IGBT模塊因基頻結溫波動而消耗的壽命主要消耗在風速概率較小而風速較高的風速區(qū)域。
　　風速概率較小而風速較高的區(qū)域可采取與其他風速區(qū)域不同的控制策略，從而更具針對性的提高功率器件的壽命。