本发明公开了一种模块化多电平换流器子模块开关管开路故障诊断方法，属于柔性直流输配电技术领域。基于模块化多电平换流器在开路故障下的子模块电容电压分布特性，通过构建一个机器学习异常检测模型来实现故障诊断。首先使用滑动窗口对电压原始数据进行分割，再对各个数据片段进行提取时域特征，以构建模型的数据集。使用数据集训练得到基于多元高斯分布的模型参数及概率密度阈值。将子模块与概率密度阈值进行比较即可判定子模块工作状态。本发明无需增加额外的传感器或重构传感器；本发明是基于实际数据实现的，无需构建精确的模块化多电平换流器数学模型，鲁棒性较强；且本发明比分类机器学习模型有更高的故障诊断精度以及较低的误报率。