随着电网中谐波污染问题的日益严重,如何消除其不利影响成为一个需要解决的重要问题。有源电力滤波器(APF,active power filter)由于其良好的谐波补偿及无功功率补偿等能力,加之其能增强电网可靠性,被认为是解决谐波问题的最有效手段,因此引起了广泛关注和研究。本文选择中点电容式三相四线制并联型有源电力滤波器做为研究对象,在电流的线性化解耦及重复自适应控制、高性能软件锁相环的优化设计、直流侧电压的最小电压值自适应控制等方面展开了一些有益的工作。为实现控制最优化和最简单的参数设计,在证明本文有源电力滤波器数学模型可逆的基础上,采用逆系统方法对有源电力滤波器电流进行线性化解耦,再采用最优控制和自适应重复控制组成复合型控制对d轴和q轴两个补偿电流分量分别进行控制,在消除谐波方面具有更高的精确性。考虑到实际电网电压有畸变或者频率有偏差,为提高锁相环的动态性能和锁相精确度,提出了基于正序基波提取器的变采样周期的一种新型软件锁相环。在深入分析幅值积分及其频率选择特性基础上,选择构成了新型的正序基波提取器,详细讨论了其中关键参数K参数的设计方法,准确合理地选择了它的具体大小,对变采样周期原理进行了深入分析,为了优化设计其调节器,采用了变采样周期的方法。仿真和实验结果表明,在电压非正常的一些恶劣工作情况下,本文提出的新型软件锁相环都能够准确快速地分离正序电压基波分量对应的相位和频率,为并网控制提供了可靠的基准。结合谐波补偿电流的动态和静态过程,提出了一种新型的直流边最小电压自适应控制方法。归因于这种最小电压自适应特性,同传统固定电压大小模式和其他的自适应直流边电压控制模式相比,这种模式下的开关损耗和开关燥声可以做到最小,同时能够获得最佳补偿效果,也可以做到电压自启动和动态的谐波电流补偿。文中详细地讨论了控制参数的设计。因此,本论文对软件锁相环技术、电流模型解耦和线性化技术、自适应重复控制技术、直流侧电压的自适应优化控制等关键技术进行了深入研究。通过仿真和实验验证了本论文分析和优化设计的合理性及有效性,对于提高有源电力滤波器的整体性能具有重要的理论和实际指导价值。