随着电网谐波和无功污染日益严重,以及人们对电能质量要求的不断提高,有源电力滤波器作为一种有效的解决方案得到了人们广泛的研究和应用。传统的中点钳位(NPC)结构有源电力滤波器存在功率器件损耗不均衡的缺陷,部分器件发热严重,制约有源电力滤波器容量的提升,同时降低有源电力滤波器的可靠性。有源中点钳位(ANPC)结构克服了NPC结构的不足,可以实现各功率器件损耗的均衡分布。因此,本文将ANPC三电平拓扑结构应用于有源电力滤波器中,并对其损耗分布、中点电位控制等方面进行详细的研究。论文首先阐述了ANPC三电平有源电力滤波器的工作原理,对ANPC变流器的两种传统PWM调制策略进行了分析和比较。根据PI控制和重复控制各自的优缺点设计了PI+重复控制器及相应的参数,并对控制器的稳定性进行了分析。然后,论文选取一种较为精确并且易于实现的功率器件损耗计算方法,建立等效热阻模型,通过引入结温参数来增加功率器件损耗计算的准确性。对比两种PWM调制方式下ANPC变流器内各功率器件的损耗,提出一种改进的PWM调制方案,在变流器总损耗不变的情况下,可实现各功率器件之间的损耗均匀分布,并将该方案应用于采用IGBT模块的ANPC变流器损耗分布优化。最后,研究了三相三线制有源电力滤波器中点电位波动模型,在零序电压注入法的基础上,提出一种基于电流参考的中点电位平衡控制方案,并推导出所需参考电流的计算方法。通过理论分析和仿真证明了三相四线制有源电力滤波器具有中点电位自动平衡能力,分析了三相三线制和三相四线制中点电位平衡控制的区别与联系,将三相三线制中点电位平衡控制策略直接应用于三相四线制有源电力滤波器,用于减少直流侧中点电位波动。针对基于零序电压注入的中点电位平衡控制方法存在中点电位可控区域这一限制,引入悬浮电容改进ANPC变流器拓扑结构并讨论了悬浮电容对直流侧电容电压的影响,使得极端情况下中点电位平衡得以保障。