当今庞大的电力电子装置在各个领域中的应用,为电网带来了严重的谐波污染问题。电力有源滤波器作为一种新型的主动式的谐波和无功电流补偿装置,对电网的谐波治理和无功补偿起到了良好的作用。本文设计出一种谐波检测速度快、谐波补偿精度高的电力有源滤波器,能有效的解决电网谐波污染问题。论文首先论述了课题的研究背景及意义,分析了APF的研究现状。深入的探究了电力有源滤波器的结构和工作原理,针对瞬时无功功率理论的谐波检测算法搭建了Simulink仿真模型,从仿真结果得出传统的谐波检测方法存在较大的时延问题,且电流控制不能实现无静差快速跟踪。为了提高电力有源滤波器的谐波检测速度和电流补偿精度,在指令电流运算部分研究设计了基于变步长的LMS低通滤波器,以提高谐波检测的响应速度;在补偿电流发生部分采用重复控制和PI控制相结合的方法实现对补偿电流的复合控制,提高APF的补偿精度。搭建了完整的APF仿真模型,验证了研究方法的可行性。最后,对电力有源滤波器的软硬件进行了研究设计。在电力有源滤波器低通滤波器的研究过程中,本文采用逐步深入的研究过程。从传统的二阶Butterworth滤波器到积分滤波器再到定步长的LMS滤波器,最后设计了变步长的LMS低通滤波器,提升了谐波检测的自适应能力和响应速度。对各种研究方法分别搭建了仿真模型,清晰地对比了各个方法的研究结果。在电流跟踪控制方面采用复合控制方法,较好的对指令电流实现跟踪控制,为SVPWM控制的实现,以及直流侧电压控制奠定了坚实的基础。研究表明:基于瞬时无功功率的变步长的LMS谐波检测算法,结构简单明确、响应速度快、自适应能力强,提高了谐波检测性能;复合电流控制算法实现了对指令电流快速的、无静差的跟踪控制;SVPWM算法使得系统的开关频率固定,一定程度上减小了开关损耗;直流电压PI控制提高了APF补偿系统的稳定性。论文所建立的APF满足了电网谐波和无功电流补偿的要求,为进一步的理论和实践研究提供了理论支撑。