随着电力电子技术的发展和电力电子装置的广泛使用,电网的谐波问题越来越突出。如何改善电网运行环境、提高电能质量成为电力电子领域亟待解决的问题。基于有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的谐波治理技术具有补偿效果好、响应速度快和可以选择性补偿特定次谐波等优点,成为当今社会谐波治理技术的发展方向。本文基于单相级联H桥拓扑对有源电力滤波器的锁相环技术、谐波检测技术、谐波电流控制技术、电容电压控制技术进行了以下研究。本文首先介绍了并联型有源电力滤波器和单相级联H桥型变流器的工作原理,并分别介绍了载波相移调制、载波层叠调制和一维空间矢量调制技术。随后针对传统锁相环方法和谐波检测算法在稳态精度和响应速度方面的不足,分别提出了基于重复控制的新型锁相环方法和基于定积分的谐波检测算法,并给出了详细的参数设计过程和数字化实现方法。新型锁相环方法可以在电网电压严重畸变的情况下,在半个工频周期内准确地提取出电网电压的基波正序分量、基波负序分量和相角信息。本文证明了单相电网是三相电网不平衡的一个特例,提出的新型锁相环既可应用于三相系统,又可应用于单相系统。新型谐波检测算法可以在电网电流严重畸变的情况下,快速、准确地分离出电网电流的有功电流分量、无功电流分量和谐波分量。再后,本文对有源电力滤波器的谐波电流控制和电容电压控制策略进行了研究。电流内环采用多个PR调节器并联的方式对各次谐波电流分别进行控制,具有灵活度高、稳定性强等优点。电压外环首先对直流侧电容电压的平均值进行控制,然后通过矢量重构的方式构造出每个基本H桥单元的调制波微调量,实现了电容电压均衡,具有简单、易于实现、控制效果好等优点。最后基于MATLAB软件对上述理论方法进行了仿真分析,设计和搭建了单相级联H桥型有源电力滤波器实验平台,对上述理论进行了实验验证,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和有效性。