随着电力电子技术的迅速发展,工业和生活中电力电子设备的应用日益增多,随之产生的电能质量问题得到了广泛的关注。其中谐波污染对电网的电能质量与用电设备的正常运行都有很大的影响,危害严重。APF(Active power filter)作为电网谐波主动治理的重要措施,近年来得到了广泛的研究,并已大量投入使用。逆变器作为APF的关键部分,逆变器的可靠运行必须得到保证。逆变器中的功率开关器件始终处于高频运行状态,容易发生故障,是逆变器电路中的薄弱环节。因此,研究APF中逆变器的故障诊断技术及容错控制策略为提高APF运行的可靠性和安全性具有重要意义。目前采用的APF容错方法,大多是使用逆器多度冗余方法,在故障后将冗余逆变器投切到系统中继续使用。该方法设备体积大,且成本较高。本文在分析三相六开关并联型APF的基本原理的基础上,引出了基于开关冗余的容错型三相四开关拓扑,该容错拓扑无需配备多余器件,因此设备体积小,成本低,适用范围较广。本文研究和分析了三相四开关容错拓扑转换过程；对三相四开关APF进行了数学模型的建立,并对三相四开关APF数学模型进行了坐标转换,将其从abc静止坐标系转换到了dq坐标系,得到了三相四开关APF dq坐标系下的数学模型,为三相四开关APF控制策略的研究打下了理论基础。快速而准确的故障诊断是APF实现容错运行的基本前提。电压信号作为故障信号具有不受系统和负载影响的优点,可靠性较。本文在对不同情况下APF单相桥臂故障进行电压分析的基础上,采用了一种基于下管电压检测的故障诊断方法；分析了由开关延时造成的误诊断原理,提出了一种误诊断消除办法,并利用Matlab-Simulink搭建了仿真平台,验证了APF单相故障诊断方法的可行性。分析并对比了三相四开关APF直接电流控制策略和谐波电流控制策略,采用了一种在dq坐标系下的直接电流控制方法；在直流母线电压控制方面,分析并设计了模糊PI调节器；对于直流母线电容电压偏差问题,采用了一种前馈补偿办法对其进行补偿,并对其进行了仿真验证,仿真验证了该控制方法的正确性。为保证容错型APF在故障前后运行的性能,本文对APF电路关键参数进行了估算,最后利用Matlab-Simulink搭建了仿真平台,验证了容错型APF在故障前后都具有良好的动静态补偿性能。