单相逆变器作为10千瓦级以下分布式发电系统的关键环节,其可靠性决定了整个发电系统运行的安全性和高效性。由于单相逆变器的工作特性决定了其系统固有的二倍频功率的问题,传统的解决方案是在直流母线处并联大电解电容来缓冲脉动能量,然而电解电容寿命短、可靠性低,与光伏系统其他组件寿命不匹配,这势必影响系统整体的寿命和可靠性,造成能量损失,增加维护成本。因此,主动功率解耦方案通过减小解耦电容,利用容值小、可靠性高的薄膜电容取代容值大、寿命短的电解电容成为目前解决这一问题的热点。但主动功率解耦一般都需要增加额外的电力电子元件,这必然会导致系统可靠性的变化。针对该问题,本文以课题组所提出的新型具有升压和功率解耦功能的单相电压源逆变器拓扑（Voltage Source Inverter with Voltage-Boosting and Power Decoupling Capabilities,单相VSI-BPD）为研究对象,在考虑逆变器实际工作环境变化和寿命模型参数波动的影响下,建立一种基于任务剖面的寿命预测的统计学模型,并通过蒙特卡罗统计学计算得到具有一定置信水平的光伏并网逆变器的预测寿命。本论文的主要工作内容如下:1.针对单相VSI-BPD拓扑,详细分析了其拓扑结构和功率解耦原理,并在开环解耦控制的基础上提出了一种双闭环控制策略,以实现该拓扑在任务剖面下的动态仿真,同时研究了单相VSI-BPD的衍生拓扑（基于前级Buck-boost变换器的主动功率解耦拓扑）和传统两级式单相光伏并网逆变器拓扑,并搭建PLECS热模型仿真电路,为后续基于任务剖面的可靠性对比评估奠定基础。2.分析了IGBT主要失效机理,搭建IGBT等效热阻模型和IGBT疲劳损伤累积寿命模型,并通过PLECS热仿真和Lookup Table插值仿真计算出任务剖面下IGBT的结点温度信息,为光伏并网逆变器系统的可靠性评估奠定基础。3.分析了电容器的阻抗特性,搭建电容器的等效热网络和电容器的疲劳损伤累积寿命模型,并通过PLECS仿真和Lookup Table插值仿真计算得到电容器在任务剖面下的核心温度信息,为光伏并网逆变器系统的可靠性评估奠定基础。4.结合IGBT和电容器的寿命预测结果,建立基于蒙特卡罗统计学的光伏逆变器可靠性评估模型,并通过系统可靠性框图法对额定功率2k W的光伏逆变器系统进行可靠性评估。通过仿真对比评估新型主动功率解耦和传统被动功率解耦逆变器的可靠性,验证了本课题组提出的新型功率解耦拓扑,不仅可以实现功率解耦功能,同时还提高了传统两级式单相光伏并网逆变器的可靠性。