本发明一种在非均匀辐照度下的光伏组串故障诊断方法，在多变天气引起光伏组串中辐照度不一致的情况下，首先通过多点布设的辐照度传感器和温度传感器测量不同位置的光伏组件环境参数，利用光伏电池等效电路模型对光伏电流、电压和输出功率进行理论估算。同时，在光伏组串的汇流箱处，测量实际的光伏电流、电压和输出功率。然后对开路故障和短路故障进行故障编码，得到关于故障编码的理论输出功率函数。最后以光伏组串理论输出功率与实际输出功率之差的绝对值为优化目标，利用具有快速开采和勘察性能的强化烟花算法对目标函数进行优化，实现光伏组串的故障诊断与定位。本发明能够使得光伏电站运行维护的工作人员及时对发生故障的光伏组件安排检修。