近年来随着电力电子技术的迅速发展,越来越多的非线性负载接入电网,其产生的谐波和无功电流影响电力系统的正常运行,导致系统电能质量降低。为了有效治理谐波污染,有源电力滤波器应运而生,因其能够动态补偿谐波电流而被广泛研究。本文采用T型三电平变流器作为主电路拓扑,对APF控制系统的几项关键技术进行研究。重点研究电流跟踪控制策略,采用PI+重复控制的复合控制,并对传统重复控制存在的缺陷进行讨论提出改进的控制策略。APF主电路拓扑性能的优劣影响系统谐波补偿的效果,分析T型三电平APF的拓扑结构,建立简化后三电平APF开关状态数学模型、abc坐标系和dq坐标下的数学模型,对主电路拓扑进行参数整定,设计系统容量、计算直流母线电压和直流侧电容以及LCL滤波器参数。APF实现抑制谐波首先要提取非线性负载的谐波电流作为参考信号,研究瞬时无功功率理论。考虑到电网畸变的情况,采用由瞬时无功功率理论衍生的ip-iq谐波检测法,能够精准且快速地提取谐波电流。APF系统控制策略分为补偿电流控制和直流侧电压控制两部分。电流内环控制采用PI+重复控制串联的控制策略,使反馈电流具有良好的稳态精度和动态响应速度,满足APF对谐波抑制的需求。传统重复控制的前向通道含有延迟环节导致其延迟一个周期动作,故对内模进行改进使延迟周期变为六分之一个周期,但六分之一周期可能会使延迟环节为非整数,同时重复控制的控制精度对电网频率波动敏感。针对上述问题引入拉格朗日插值法,构建一个分数阶延迟环节,用该方法替换重复控制中频率比值中的小数部分,解决非整数延迟环节难以数字化的问题,在电网频率发生变化时调整参数使重复控制内模逼近分数阶延迟环节,进而提高对谐波电流跟踪的精度。电压外环控制包括直流侧稳压控制和中点电位控制,应用PI控制对直流侧电压进行稳压控制,将PI控制器得到的调节电流信号叠加到检测电路的负载基波的有功电流分量上,实现交流侧和直流侧的能量交换维持母线电压稳定。对T型三电平存在的中点电位不平衡问题进行讨论,引入基于电荷守恒的平衡因子算法对中点电位进行控制。在MATLAB/Simulink中搭建PI+重复控制策略的仿真,对比改进前后控制策略的差异,验证改进策略的可行性。在仿真的理论指导下,设计系统框架搭建实验平台,完成T型三电平APF的谐波补偿控制实验。