本发明公开了一种基于神经网络的电力系统故障诊断装置及方法，该装置具有基于AlexNet神经网络模型的流水线加速器，其片外存储器用于存储采集的电力系统数据以及AlexNet神经网络模型；其乘法矩阵单元用于执行卷积操作；其修正线性单元用于进行激活操作；其池化单元用于进行归一化以及池化操作；其补充乘法器用于进行乘法操作；其片上存储器用于存储补充乘法器输出的数据；其喂食单元用于片外存储器和片上存储器中的数据分配至乘法矩阵单元；其控制器用于按照神经网络模型控制各个单元的数据处理过程。该电力系统故障诊断装置及方法可以更准确地提取出电流的高维特征，对细小电流变化更加敏感，诊断可靠性更高。