由于风电机组长时间、频繁和大范围的随机出力等特殊运行工况，变流器在风电并网运行中的可靠性变得较为脆弱。如图《风电机组变流器典型连接结构示意图》所示为部分功率及全功率风电机组的结构示意图。
为了分析不同运行工况对风电机组变流器功率模块运行可靠性的影响，近年来已有较多文献从功率模块电热祸合模型，结温估算以及不同变流器功率模块结温随风电机组不同运行点变化规律等方面开展研究。
对于双馈电机，在同步转速点，网侧变流器中IGBT及二极管的结温几乎无波动，而机侧IGBT和二极管的结温波动明显，这将导致机侧变流器失效率高于网侧变流器。究其原因，虽然机侧变流器和网侧变流器在同一时刻转换的电功率是相同的，但是当机组运行在同步转速点时，机侧变流器运行在一个较低的频率，变流器处理的实际功率几乎为零。根据定、转子电流磁动势平衡，转子电流并不为零，因此功率损耗也不为零，且功率模块的热容对于平滑结温波动几乎没有贡献，导致机侧变流器进入深度热循环。因此机侧变流器的结温波动要比网侧更为剧烈，其可靠性也随之明显降低。
对于直驭风电机组变流器而言，由于风力机叶尖速比有一定限制，其发电机转动角速度较小，使得全功率变流器的机侧变流器也运行在较低的频率。同时，从半导体器件的角度来看，其机侧功率模块的续流二极管承受了更大的负载电流，加之低频运行特性，使得续流二极管将产生更高的结温 。
此外，有研究表明，全功率变流器功率器件在整个变流器寿命周期内可能需要承受5-10次波动幅值为20℃的结温热循环，然而，包括风速随机波动在内的诸多因素可能进一步影响其功率循环能力。因此，不论是永磁直驭风电机组还是双馈风电机组的机侧变流器，由于长期处于较低输出频率下运行，其功率器件结温变化显著。特别是双馈风电机组运行在同步转速点时，其机侧变流器输出频率几乎为零，机侧变流器结温波动更为剧烈。
除了风电机组运行点对风电变流器结温变化影响外，风速随机波动也会影响风电变流器的运行可靠性。相比恒定风速的理想情况，在湍流风速下风电变流器功率模块具有较大结温波动，将影响其IGBT模块的功率循环能力。湍流强度会对机侧变流器IGBT模块的平均失效时间产生影响，且平均失效时间会随湍流强度的增大而减小。
由于机侧变流器长期处于低输出频率工况运行，其结温波动要比网侧更为剧烈，且风电变流器功率模块的平均失效时间还会随风速波动增加而降低。因此，风电变流器的运行可靠性而临着严峻的挑战，特别是针对近海风电机组难以维护的实际问题，有必要提出风电变流器状态监测方法的研究，提高其运行可靠性，这对于风力发电技术以及产业的健康发展至关重要。
