本发明提供了一种光伏发电系统及其故障诊断方法，其中，方法包括：获取多组逆变器温度、环境温度、辐照度以及光伏背板温度，并进行标准化处理，输入第一模型和第二模型中进行交叉训练，从而得到第一预测模型和第二预测模型，对当前的光伏发电系统的数据进行计算，从而判断是否具有故障。本发明的有益效果：实现了根据其对应的变化情况，即使没有达到过高的电压或者温度，也可以对故障进行识别，起到一个更早预防的作用，从而减少火灾等进一步恶劣的情况，提高了光伏发电系统的安全性。