随着我国电气化铁路的高速发展,系统中的非线性负载大量增加,对于抑制系统中的谐波是急需要考虑的问题。有源滤波器(Active Power Filter,APF)为目前谐波补偿的研究热点,能够动态补偿电网中的谐波,改善电能质量。对于常规拓扑的APF受限于器件的耐压等级和开关频率,只能应用到低压领域,并不能满足实际使用要求。针对以上问题,本文研究了单相级联H桥并联型APF,这种拓扑结构能够应用到高压大功率场合,并且容易实现模块化设计和封装,具有很好的工程应用价值。本文首先基于载波相移正弦波脉宽调制策略(Carrier Phase-shifted SPWM,CPS-SPWM)上,引入改进型载波相移梯形波脉冲宽度调制技术(Carrier Phase Shift Trapezoidal PWM,CPS-TPWM)。CPS-TPWM调制技术结合了级联多电平技术的优点,能够在较低的开关频率下实现较高等效开关频率的情况下,还可以提高APF直流侧电压利用率等优点,使它在APF和大功率变流器等领域将有着广泛的应用前景。其次基于单相级联H桥型APF,对于串联的单个H桥模块由于自身存在差异,导致模块间的损耗也存在着差异,最后在运行过程中使串联的H桥模块直流侧电压出现不平衡现象,这对于APF的运行会产生较大的影响。为了有效的控制单相级联H桥APF直流侧电容电压的稳定和均衡,本文引入了内外层控制策略,即外层控制策略通过传统的电压电流内外环控制来实现级联H桥APF直流侧总电压的稳定控制,内层控制策略通过叠加有功电压矢量的办法对每个H桥模块进行均压控制,使APF能够安全有效的运行。文章最后在Matlab/Simulink环境下搭建单相级联H桥APF仿真模型,对各功能模块及系统整体功能进行仿真实验。通过对系统的仿真,验证了本文调制策略和控制策略的有效性。