随着传统化石能源的环境污染和供应短缺问题越来越严重,太阳能发电以其清洁和可再生的优势取得了快速发展,越来越多的光伏电站投入使用。光伏并网逆变器是光伏发电系统中交直流能量传输的重要装置,恶劣的运行条件以及各种因素的干扰都可能会导致并网逆变器发生故障,其中以功率开关管故障最为常见。功率开关管故障主要包括开路故障和短路故障两种,无论哪一种故障发生,都会导致整个光伏系统停机进而产生无法估计的经济损失。因此,研究功率开关管故障的综合诊断方法,对于光伏系统的安全稳定运行具有重要意义。首先,基于逆变器基本工作原理对三种不同拓扑结构并网逆变器功率开关管故障的故障机理进行分析和比较,得出故障发生后电压电流等物理量的变化情况。故障机理分析对故障诊断方法的研究具有指导性意义。然后,针对开路故障特征提取和特征识别过程中的难点,选择确定了合适的特征提取和特征识别方法,同时针对开路故障诊断过程中存在的问题提出了相应的优化策略。另一方面,基于系统停机后并网开关断开的延迟现象,对三种不同拓扑结构并网逆变器系统停机后的电流回路和电流特性进行分析和比较,提出了基于系统停机后三相电流波形特性的短路故障诊断方法。通过仿真对所提出的故障诊断方法的有效性进行验证。最后,基于所提出的故障诊断方法设计了光伏并网逆变器功率开关管故障在线综合诊断系统,可实现功率开关管开路故障与短路故障的实时综合诊断功能。并基于RT-LAB实时仿真系统搭建了光伏并网逆变器故障模拟与在线诊断实验平台,实验结果验证了所设计的故障诊断系统的有效性和实用性,同时也进一步验证了所提出的故障诊断方法的有效性。