在现代工业和民用各种场合中,电力电子设备以及其他一些非线性装置应用越来越广泛,导致公共电网中的谐波污染日益严重。而同时越来越多的新型设备对电能质量提出了更高的要求。因此,对电网中的谐波进行治理已经是一件刻不容缓的事情,有源电力滤波器作为一种理想的提高电网电能质量的装置,有着非常广泛的应用前景。本文首先对目前电网中普遍存在的谐波污染进行了简单的介绍,引出本文的研究对象三电平有源电力滤波器。然后对谐波的产生、危害以及治理进行了具体的分析,并对有源电力滤波器的发展现状作了简要的概述。有源电力滤波器分为四大类,本文对各种类型的有源电力滤波器进行了简单的介绍,分析了并联型三电平有源电力滤波器的系统构成和工作原理。通过理论分析,建立了其在a-b-c坐标系下和同步旋转d-q坐标系下的数学模型。有源电力滤波器共有两大关键技术,分别是谐波和无功检测技术与指令电流跟踪技术。其中,谐波和无功检测技术不仅需要实现全部次数的谐波检测还需要实现指定次数的谐波检测。本文对谐波检测中最常用的傅里叶分解法和基于瞬时无功的id-iq法进行了重点的分析和研究,针对不同算法的优缺点,采用了递归离散傅里叶变换检测法(RDFT),实现了对指定次数谐波的检测；采用了基于同步旋转坐标系的id-iq谐波检测方法,实现了对全部次数谐波的检测。指令电流跟踪技术又分为控制和调制两大模块。本文针对控制模块设计了基于周期预测的无差拍控制算法,采用状态观测器对APF下一拍的输出电流进行预测；采用周期预测型观测器对下两拍的指令电流进行预测。另外,设计了三相三线制和三相四线制APF启动时的充电控制算法,通过三个步骤逐渐将电压升至标准值。在二极管钳位型(NPC)三电平变流器中,最常用的调制算法为载波层叠PWM调制算法和空间矢量PWM调制算法,两种方法有着各自的优缺点,在不同的场合下均有着大量的应用,本文分别对这两种调制方法进行了深入的研究。针对普通的载波层叠PWM调制算法电压利用率低,无法调节中间平衡的缺点,研究了一种基于双调制波的载波PWM调制方法,并对其中点电位平衡技术进行了详细的阐述。传统的三电平SVPWM算法是直接从两电平的基础上延伸而来的,计算量大,实时性差,本文采用了一种基于60°坐标系的三电平SVPWM调制技术,并设计了其中点电位平衡算法。最后,本文通过仿真模型对各种算法进行了验证。仿真结果表明,谐波和无功检测算法能够快速地检测出谐波电流,有着较高的精确度。基于周期预测的无差拍控制算法能够准确地得到指令电压值,通过两种调制算法中的任意一种输出补偿电流后,都得到了非常好的补偿效果。APF充电控制算法能够平稳地将电容充电至标准值。