受到恶劣自然环境与风能随机波动性的影响，风电变流器的运行工况具有复杂的变化特性。运行工况对风电变流器内部各组件具有显著的影响，工况变化决定损耗波动，导致已有基于统计数据的可靠性评估方法难以反映风电变流器各组件的中长期真实可靠性水平。本文以提高风电变流器运行安全可靠性为目标，对风电变流器直流环节电容的剩余寿命预测和变流器整体可靠性评估方法展开了研究，主要包括以下内容:　　①建立了风电变流器直流环节电解电容温度分布有限元模型。分析风电变流器直流环节电解电容结构特点和热传递过程，使用有限元方法搭建了直流环节电解电容电热耦合模型，结合风电变流器的运行工况，分析了直流环节电解电容稳态中心点温度与施加电压幅值以及频率的关系。研究结果表明，直流环节电解电容稳态中心点温度与交流电压幅值成二次函数关系，与频率成一次线性函数关系。最后研究了直流环节电解电容热阻的变化趋势，并结合试验结果验证了仿真的正确性。　　②建立了风电变流器直流环节电解电容剩余寿命模型。根据变流器的拓扑结构，提出了直流环节电解电容纹波电流的计算方法，结果表明直流环节纹波电流的大小与风电系统输出电流存在一定的关系。根据风速与风功率的关系，研究风速对电容器纹波电流的影响。结合直流环节电解电容中心点温度与寿命的关系，提出了基于中心点温度的直流环节电容剩余寿命模型。最后根据电容产品的技术手册和浴盆曲线，得到直流环节电容的故障率评估结果。　　③建立了考虑风速变化的风电变流器可靠性模型。计及风场实际风速对运行功率、输入电压、功率损耗等相关参数的影响，基于可靠性评估手册建立了风电变流器的元件故障率模型;根据风电变流器的拓扑结构，建立其多状态概率模型，分析风速对风电变流器以及子器件的可靠性造成的影响。结果表明:额定风速下风电变流器故障率最高;直流环节电容在额定风速情况下故障率高于统计值，所以本文所提出的可靠性评估方法更加能够反映风电变流器的真实可靠性水平。　　上述研究内容是为提高风电变流器的可靠性所做的积极探索，不仅完善了现有的研究成果，而且为风电变流器的寿命评估、管理和维护奠定了基础。