有源电力滤波器(APF，Active Power Filter)作为一种新型的电力电子装置，可以动态抑制和补偿谐波，正受到越来越多的关注。然而在高电压和大容量的工作环境，常规拓扑的有源电力滤波器受制于开关电力电子器件的的耐压等级和工作频率，并不能满足使用要求。本文针对实际问题，重点研究了H桥级联型并联有源电力滤波器，这种拓扑结构可应用于高压大功率场合，并易于模块化设计和封装，在大功率电能质量控制领域具有很好的应用前景。本文首先提出了基于载波相移正弦波脉宽调制技术(Carrier phase-shifted SPWM，以下简称CPS-SPWM)的H桥级联型多电平变流器，CPS-SPWM技术结合了多重化技术与SPWM技术的优点，能够在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的，通过低次谐波的相互抵消获得良好的谐波性能。H桥级联结构由若干个同样的变流器单元（单相全桥电路）级联而成，这样就增大了变流器的功率容量，减小了单个开关器件所承受的电压。其次基于瞬时无功功率理论，采用ip-iq算法对谐波电流进行实时检测。由于H桥直流侧电容相互独立，而直流侧母线电压维持在恒定数值是主电路精确跟踪指令信号的前提；文中采用电压外环的控制策略，来保证电容稳定均压。电流环的控制精度决定了有源滤波器的补偿性能，而PI调节并不能无静差跟踪周期指令信号，所以本文采用PI调节和重复控制相结合的复合控制策略来对指令信号进行跟踪，并分析了整个闭环控制系统的稳定性。为了保证跟踪效果，从幅值和相位两方面着手，确定了重复控制器的参数。然后基于MATLAB仿真平台。进行了大量的低压仿真模拟实验，在不同的条件下进行结果比较，通过分析电压和电流的波形和THD值，验证了本文所述理论和控制策略的正确性和可行性。最后搭建了三相五电平H桥级联型并联有源电力滤波器的实验平台，详细探讨了实验样机的硬件设计和软件设计，并进行了一系列的实验研究。