随着非线性设备的大量应用,谐波和无功的大量注入严重威胁电网的安全运行和电力设备的正常使用,有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)以其卓越的谐波补偿效果得到了广泛的应用,特别是三电平主电路结构的APF,与传统的两电平电路相比,三电平主电路中开关器件个数增加,使得输出电压波形更接近指令信号,也致使电路的可靠性相应降低。因此,本文对中点钳位式(Neutral Point Clamped,NPC)三电平APF中IGBT进行开路故障诊断研究。在对APF中IGBT开路故障类型和运行机理进行分析的基础上,设计并搭建了中点钳位式三电平APF的模型,为本文故障诊断提供了实验平台。首先,针对APF中IGBT开路故障诊断的测试信号选择问题,对电路中测试信号进行分析,提出了以钳位二极管桥臂电压作为信号的测试方式。实验过程中,首先选取逆变输出侧电流、直流侧电压、电源侧电流为测试方式,发现上述3种测试方式在谐波源变化时不能对故障类型进行良好的区分;而基于所提测试方式不同故障类型间区分性好,并且不需要增加其它的辅助测试信号。其次,针对单特征提取故障信息的片面性,基于能量特性、不确定性及复杂性3个角度,提出了一种多特征融合的有源电力滤波器IGBT开路故障特征提取方法。在此过程中,为了避免特征参数维数增加导致的过拟合现象,使用主成分分析方法对所提取特征进行降维处理;并对三相整流桥谐波源在负载突变和触发角变化时做了特征提取适应性的实验分析。实验结果表明所采用的多特征融合提取方法克服了单特征提取的片面性,各种工况下的区分性能良好。为了消除噪声对所提特征提取方法的影响,使用中值滤波与小波阈值结合的复合去噪方法对含噪信号进行预处理,结果表明该方法可有效去除信号中噪声成分,消除了噪声对特征提取方法的影响。最后,针对传统算法对支持向量机参数组寻优诊断识别率不满足要求的问题,对故障诊断识别方法中参数组寻优算法进行研究,提出采用双子群果蝇算法对参数组寻优,提高了故障诊断的识别率,从而最终完成了对三电平有源电力滤波器IGBT开路故障诊断方法的研究。