风电机组可靠性是影响风力发电快速发展的关键问题,直驱型风力发电机组减少了齿轮箱所需要的复杂维护和较长的停机维修时间,但是直驱型机组功率变流器系统是故障率最高的子系统,因此直驱型变流器系统的可靠性成为了现阶段研究的热点。论文针对直驱型风力发电机组机侧变流器系统的可靠性进行了从系统可靠性到动态故障诊断算法的研究,主要工作如下：首先,运用reliasoft软件和风电机组可靠性数据对整机系统进行可靠性建模和预测,分析了两种不同机型的可靠度以及各子系统对可靠性的影响程度；重点量化分析了两种不同的容错变流器拓扑结构的静态可靠性。结果表明可靠性建模有助于对不同风电机组的寿命进行评估,是风电机组可靠性中心维护策略的重要基础；从一个新的角度量化分析变流器容错系统的拓扑结构的可靠性,对优化变流器拓扑结构设计有一定的指导意义。其次,在Matlab/Simulink系统中建立直驱型永磁同步风力发电机机侧仿真系统,系统采用最优叶尖速比作为最大功率跟踪控制(MPPT)策略实现风机最大功率捕获；运用定磁链控制方法实现电机转速同步于风力机最优参考转速,完成直驱型机组变流器系统仿真平台的建模。在此基础上,通过采用Park电流轨迹法提取了不同开关管的开路故障轨迹特征,用于诊断单管和两管的开路故障。针对风速具有波动和高噪音等特性,提出一种基于风速的Park电流幅值归一法的诊断算法,结合电流轨迹法实现了变风速直驱风电系统的变流器故障诊断。仿真结果表明该算法在变风速、变工况条件下能有效地对变流器开关管故障进行诊断,并具有优良的鲁棒性。最后,通过在故障模拟实验平台中采集不同转速下的故障轨迹特征并各自进行归一化,并在Lavbiew平台中进行实时轨迹图形显示,实现了并证明了归一化算法在实际中的应用。论文的研究为掌握风电整机系统可靠性建模,优化变流器容错结构设计、直驱型风电机组机侧系统动态仿真,以及变流器开路故障算法等方面提供一定的理论依据和借鉴意义。