针对传统线性时不变模型无法描述储能双向变流器多频次谐波间交互耦合现象的问题，提出了一种单相并网储能双向变流器的线性时间周期模型，并进行稳定性分析。基于线性时间周期理论对单相并网储能双向变流器进行建模，得到非线性时间周期模型；围绕周期轨道将该模型线性化，得到储能双向变流器的线性时间周期时域模型；通过傅里叶展开推出了储能双向变流器的线性时间周期频域模型；利用李雅普诺夫第一方法分析比例积分控制器在不同参数下的储能双向变流器小信号模型的稳定性及稳定边界。MATLAB/Simulink仿真实验结果表明：建立的单相并网储能双向变流器的线性时间周期模型具有准确性和稳定性，稳定性边界正确。