级联H桥型拓扑在光伏并网逆变器中得到广泛的关注与应用,而在光伏并网系统的正常运行中,故障问题频繁发生,故障所带来的后续影响不仅体现对系统的交直流侧输出特性的影响,而且会给整个系统的安全稳定运行留下隐患,因此快速诊断故障来源并进行相应的容错控制运行已成为近几年的研究热点。对于级联H桥光伏并网逆变器而言,模块的开关管开路故障诊断问题一直是至关重要的,虽然开关管开路故障的影响具有延迟效应,但是快速完成故障开关管的准确定位依旧十分必要。本文建立了级联H桥光伏并网逆变器正常运行时的系统模型,在单极性载波移相调制策略下,设计了一种基于载波采样的快速诊断方案,在硬件方面首先在每个H桥模块的交流输出端增加电压传感器,通过故障后的换流路径分析将各个开关管故障后输出电压的变化作为故障特征,在每个载波的底端和顶端采样模块输出电压并与直流侧的电容电压进行对比完成故障诊断定位,诊断完成后还采用相应的措施来降低故障程度。所设计的诊断方案与现有方案相比较,诊断速度得到了较大的提升,所有模块的故障诊断相互独立,且诊断时间可在一个载波周期内完成。同时针对H桥模块内发生单管故障后的容错控制问题开展了相关研究,设计了一种基于输出功率最大化的单管故障容错控制方法,所采用的控制方案通过将故障模块按区间旁路的思想给定其功率指令值,并通过注入基频零序分量的方式来实现相间功率平衡。所设计的容错方案可保证其他正常模块仍稳定工作在最大功率点附近,同时为实现故障模块输出功率的最大化,推导出故障模块在非故障区间内的最大功率给定值,以此实现系统的输出功率最优化。最后通过实验室的级联H桥光伏并网逆变器的实验样机完成相关方案的验证工作,实验结果验证了所设计方案的有效性与工程应用性。