随着光伏渗透率的持续提升,高寿命、高可靠性、低成本的光伏逆变器已经成为光伏发电系统的研究重点。当光伏逆变器长期工作在恶劣的工作环境下,会导致其运行的可靠性大大降低。为了准确分析并有效提升光伏逆变器的可靠性,本文以两级式光伏逆变器为模型,研究其IGBT模块和电容器的功率损耗特点,建立IGBT模块的结点温度和电容器的热点温度计算模型,实现光伏逆变器中IGBT模块与电容器的可靠性分析,并结合最大功率跟踪(MPPT)控制策略,提出寿命约束控制策略以提升光伏逆变器的可靠性,最后通过仿真结果,验证所提出的寿命约束控制策略的优越性。本论文的主要工作内容如下:首先,研究IGBT模块的失效机理,搭建IGBT模块的等效热电路模型,提出改进的结温迭代计算模型,搭建IGBT模块的寿命模型,并进行寿命计算,为光伏逆变器整体的可靠性评估奠定基础。接着,研究铝电解电容的失效机理,基于电热网络模型,结合直流母线电容的特点,提出基于时域的电容热点温度计算方法,搭建电容寿命预测模型并进行寿命计算,为光伏逆变器整体的可靠性评估奠定基础。然后,研究基于逆变器关键器件结温反馈的有功功率控制方法,分析光伏逆变器工作点动态变化过程中关键器件的热特性,提取关键器件的工作状态,综合考虑光伏逆变器的运营成本、采购成本等诸多因素,引入成本约束函数,结合逆变器的输出能量与逆变器的寿命消耗情况,提出寿命约束控制策略,实现光伏逆变器的寿命约束控制最优化。最后,结合IGBT模块与电容器的可靠性研究结果,建立光伏逆变器的整体可靠性模型。结合逆变器工作的任务剖面,通过仿真对比评估采用寿命约束控制策略前后光伏逆变器的整体可靠性,验证寿命约束控制策略的可行性,为改进光伏逆变器设计,提升光伏逆变器可靠性提供参考。