随着大功率强非线性负荷在电网中的日益广泛应用,谐波污染及其危害愈加严重,电能质量问题在国内外引起前所未有的关注。自上世纪80年代开始兴起对谐波与无功电流检测、补偿与控制技术的研究,目前已取得了许多重要进展。其中,有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)作为解决电网谐波污染与无功补偿最有效的技术手段,成为电能质量领域的研究热点之一。针对强非线性负荷条件下电压与电流波形瞬变的应用环境,本文通过理论分析、仿真建模和实验验证,系统地研究了并联型有源电力滤波器的谐波与无功电流检测方法及其控制技术。基于瞬时无功理论的传统谐波与无功电流检测方法,存在应用条件的局限性。本文通过构造一个虚拟的三相对称系统,并综合应用p-q和i_p-i_q法,提出了一种准确检测三相瞬时基波正序有功电流的方法。该方法适用于任意工况的三相电路,在实时监测电网角频率的前提下,可选择任意时刻作为谐波与无功补偿的时间起点,不需要获取三相电压或电流的相位信息。利用该方法可有效解决强非线性和类随机性负荷条件下,电压不对称正弦时的谐波与无功电流的准确检测问题。仿真分析和实验结果验证了该方法的有效性和正确性。将上述电流检测方法进行适当拓展,进一步提出了实现任意次谐波正序或负序有功电流、无功电流的分解算法,可推广应用到其它的电气工程监测技术领域。同时,针对单相系统的谐波与无功电流检测,基于三相电流检测方法的正交化原理,提出通过搜索基波电压与有功电流之间比例系数而获取基波有功电流信号的方法。该方法不需要锁相环和复杂的硬件设计,易于实现。并联型APF控制系统的核心问题是准确实现补偿电流的实时跟踪控制。针对强非线性负荷的瞬变特征,本文将滑模变结构控制理论引入到APF的电流跟踪控制中,基于离散趋近律函数参数的自适应变化,提出一种自适应的离散滑模变结构电流控制方法,并对控制系统的不变性、稳定性和抖振特性进行了深入分析。通过优化参数配置,可自适应地调整系统到达切换面的趋近速度,有效克服离散控制引起的抖振现象,实现并联型APF输出电流的实时柔性控制。此外,将控制特性与传统的滞环控制方法进行比较,并给出了多种工况下仿真验证结果。针对三相三线制并联型APF系统的电流耦合问题,指出当三相电源或负载不对称时,中性点电压将直接影响APF输出电流的跟踪控制特性。在α-β坐标系下,推导出并联型APF系统的数学模型,消除中性点电压对电流控制的影响,并实现三相电流的解耦。将谐波与无功电流检测方法、自适应离散滑模变结构控制方法以及解耦实施方案相结合,提出了完整的APF电流解耦控制策略,并给出了三相电压对称正弦与非线性对称负载、三相电压和电流类随机性波动与非线性不对称负载等工况条件下的仿真实验结果。研制了并联型APF的实验平台,在多种工况与负荷条件下,对前述的理论分析进行了实验研究,结果表明该样机具有良好的工作性能,可实现谐波与无功电流的实时跟踪补偿。本文研究结果进一步丰富了并联型APF的分析理论和技术方法,对装置设计和工程应用具有重要意义。