随着电力电子技术的深入发展和广泛应用，以谐波与无功为主的电能质量问题日益严重，有源滤波器应运而生。然而传统的基于两电平结构的有源滤波器受困于开关器件耐压等级与容量的限制，在高压大功率场合应用很少，同时较高的开关频率在加大了自身的应力之外，其所产生的高频纹波容易对电网中的敏感设备造成严重干扰。如何提高有源滤波器的容量，并在不影响补偿效果的前提下降低有源滤波器输出高频谐波已经成为一个研究热点。针对上述问题，本文提出了基于二极管箝位型三电平结构的有源滤波器研究方案。论文的研究成果将扩大有源滤波器系统的应用范围，实现对谐波与无功电流的综合补偿。综合考虑提高效率、降低成本及有源滤波器的负载特点，选择二极管箝位型三电平结构作为三电平有源滤波器的主电路结构；探究三电平有源滤波器的工作原理；完成三电平有源滤波器的工作模态分析；完成基于开关函数的动力学建模。对三电平有源滤波器的控制策略进行研究。研究了一种基于ip-iq法的谐波分频检测算法，并与谐波的全检测方法进行了比较研究；提出针对三电平有源滤波器结构的定时比较控制策略；提出一种基于开关短矢量切换的中点电位平衡技术。根据动力学建模结果与系统频率特性分析，设计主电路参数；设计以DSP为核心，辅以CPLD的有源滤波器整体方案。对三电平有源滤波器系统，运用Matlab进行仿真验证并搭建实验平台。设计基于TMS320F2812型DSP芯片的控制电路板，设计IGBT驱动电路板，设计控制系统电源。通过实验验证相关控制策略可行性与系统方案的有效性。