光伏发电因其清洁安全无污染的特点在新能源发电领域中扮演着重要角色,逆变器作为光伏发电和用电端的中间环节起着关键的电能变换和控制作用。中点钳位型三电平逆变器因具有器件电压应力低、功率损耗小和低谐波等优点被大量用于光伏发电。然而,光伏电站所处自然环境多变,且电子元器件较多、电路结构复杂使得逆变器故障率较高。故本文以三电平中点钳位型逆变器中功率开关管和电流传感器为研究对象,对开关管开路和电流传感器故障的故障诊断问题进行了研究。本文主要研究工作包括以下几个方面:1)验证了对中点钳位型三电平逆变器构建滑模观测器的可行性。首先,基于中点钳位型三电平逆变器的拓扑结构分析,建立了逆变器混合逻辑动态模型;然后,通过故障情况下的电流波形和电流流通路径对功率开关管开路和电流传感器故障进行了细致分析,并利用正常和故障电流波形验证了半实物仿真平台的准确性;最后,基于混合逻辑动态模型搭建了中点钳位型三电平逆变器的滑模观测器,并验证了滑模观测器的收敛性、存在性和稳定性。2)提出了一种基于新型滑模观测器的中点钳位型三电平逆变器故障诊断方法。该方法首先设计了一种采用自适应趋近律和新型切换函数的新型滑模观测器;其次,利用新型滑模观测器的输出与实际系统的三相输出电流构建电流残差,并分析了基于电流残差的故障检测原理;最后,介绍了基于新型滑模观测器的故障诊断方法的具体步骤,该方法可以实现开关管开路和电流传感器卡死故障的快速故障诊断,并利用实验验证了该故障诊断方法的高效性与鲁棒性。3)提出了一种基于新型区间滑模观测器的中点钳位型三电平逆变器故障诊断方法。该方法首先设计了中点钳位型三电平逆变器的新型区间滑模观测器;然后利用残差电流信息计算电流形态因子并以此构建故障检测变量和自适应阈值;最后,针对开关管定位以及电流传感器故障类型识别分别提出了故障定位变量,实现了对开关管开路和电流传感器卡死、开路、增益故障的高效诊断。通过实验结果与其它故障诊断方法结果的对比验证了该故障方法的鲁棒性和快速性。最后,总结了本论文的主要研究内容和成果,并对课题未来的研究方向进行了分析和展望。