微电网是一种由分布式电源、储能设备、功率变换器、电力负荷、监测装置、控制保护装置等构成的小型供电系统。它具有低成本、运行模式多样、灵活度高、清洁能源存储、功能齐全等众多优势,在我国乃至全球都得到了广泛的推广和发展。面向高效、稳定的供电需求,微电网需要具备高的安全可靠性以减少因故障带来的经济损失。故障诊断技术作为提高微电网安全可靠性的有效途径,已经成为该研究领域的热点和重点。研究表明,在微电网环境中,功率变换器尤其是逆变器设备是一类相对容易发生故障的组件,因此对微电网中逆变器故障诊断的深入研究具有重要的意义。本文以微电网中的逆变器开路故障诊断问题为研究背景,结合微电网信号特征,通过三相电流检测信号实现逆变器故障开关的准确检测和定位。本文主要贡献概括如下:（1）针对在减少负载变化影响的同时,如何保留不同状态下主要数据特征的问题,提出了一种基于多状态数据处理的三相逆变器开关开路故障诊断算法。通过设定多类衰减因子,将采样数据分类并对分类数据采取不同的数据处理策略,实现在减少负载变化影响的同时有效地保留多类主要数据特征。其次,通过提出的分段波动性分析方法,对处理的数据进行不同段位故障成分提取,为多类别故障诊断提供丰富的故障特征信息。最后,使用神经网络识别不同的故障类型和相应故障开关位置。（2）针对在尽量不影响诊断结果精度且不添加多余传感器的情况下,如何提取和使用少量低频数据来实现逆变器非周期故障诊断的问题,提出一种基于非周期修正二次低频处理的三相逆变器开关开路故障诊断算法。通过主要故障成分和非周期处理特征的分析,提出了一个非周期修正二次低频处理方法来提取检测信息中的非周期少量低频数据,该数据可以大幅度地减少非周期故障诊断算法的启动次数和相应的计算。其次,对提取的非周期少量低频数据采用实时归一化处理来减少负载变化的影响。设计的不对称度变量以及均方根畸变度变量有效地从不同角度提取故障成分并同时用于故障诊断来减少误判的可能性。对比现存方法,提出的故障诊断算法有非常少的算法启动次数、较低的算法复杂度和硬件成本。（3）针对微电网中逆变器开路故障诊断的非对称干扰问题,提出一种基于相邻折线趋势关系的三相逆变器开关开路故障诊断算法。首先,通过数据曲线中相邻折线之间的趋势关系,提出了一种新的逆变器故障特征提取方法,该方法可以有效地提取检测信号中的持续性低趋势变化故障特征并避免非对称干扰的影响。其次,提出一种趋势编码方法用于编码趋势特征变量,获得的编码特征更加便于存储与计算。基于获取的编码特征,设计两个主要故障诊断变量,它们分别反映检测数据的故障度和位置信息。最后通过变量之间的逻辑关系操作实现故障诊断。对比现存方法,提出的故障诊断算法具有较好的鲁棒特性,在非对称干扰的情况下可以准确地诊断逆变器多开关开路故障。（4）针对微电网存在谐波成分或三相不平衡状态下的逆变器故障诊断问题,提出一种基于反向趋势综合评估的三相逆变器开关开路故障诊断算法。通过在检测信号中插入一个移动的反向坐标,将截取的一维检测信号转化为反向二维化数据。基于反向二维化数据,设计一个反向趋势综合评估方法,该方法可以在微电网存在谐波成分或三相不平衡状态下有效地提取逆变器故障成分,减少虚假故障特征和复杂谐波干扰的影响。对比现存方法,提出的故障诊断算法可以在非线性负载、不平衡负载等微电网环境下实现逆变器故障特征的有效提取和精准分类。（5）针对逆变器故障诊断中单相或多相检测数据丢失的问题,提出一种基于互补虚拟镜像的三相逆变器开关开路故障诊断算法。通过对虚拟镜像的定义,构建了三相检测信号的虚拟镜像变量,该变量与检测信号是同类数据且从不同的角度包含了故障信息。基于虚拟镜像变量与检测信号,提出一种交叉比较处理方法来获取交叉变量和相应的镜像交叉变量,它们以相同的方式不同的角度提取和归一化了故障特征。其次,设计了自修正故障度检测变量,该变量通过交叉变量和镜像交叉变量之间的互补方式有效地减少了数据丢失对故障特征的影响。同时,设计了平均故障度检测变量,该变量反映稳定状态下的故障程度,减少误报的可能性。（6）针对逆变器故障诊断中检测信号不确定性的问题,提出了一种基于拓扑自相似度评估的三相逆变器开关开路故障诊断算法。通过定长数据的拟合处理,提取三相检测信号的核拓扑,该拓扑能有效地反映检测信号的关键信息。基于核拓扑,提出一个周期自相似度评估方法来获取周期故障度变量,该变量避免数据偏移和幅度变化的影响,有效地提取逆变器的连续故障特征。最后,通过拓扑虚拟镜像的构建和对应双重检测结果的计算,实现逆变器故障的检测和定位。