本发明涉及一种基于光伏物理模型的光伏发电故障诊断系统，与待监控的光伏系统连接，所述的光伏发电故障诊断系统包括环境参数采集装置、光伏系统参数采集装置、信号转换器以及故障诊断子系统。本发明在光伏系统运行时，环境参数采集装置每隔预设时间采集光伏系统环境参数，并经信号转换器转换后将环境参数传递给故障诊断子系统；同时，光伏系统参数采集装置每隔预设时间采集光伏系统参数，并经信号转换器转换后传递给故障诊断子系统；故障诊断子系统根据所得参数进行计算及故障情况判断，并将结果进行输出。与现有技术相比，本发明具有所需计算参数少，线路铺设改造简单，以及成本低等优点，实现了对光伏系统安全可靠的监测与故障诊断。