电源变换技术的飞速发展,带动了电力电子设备的大量应用,一方面使电能的转化和应用变得方便,另一方面使电网的电能质量严重降低。有源电力滤波器（APF）可以全面解决电能质量问题,具有体积小以及动态性能良好等优点。传统两电平拓扑结构的有源电力滤波装置对于中高压场合并不适用,在向多电平拓展时,由于使用过多的功率器件和储能元件,使得装置体积变大,成本提高,因此在中高压场合多电平有源电力滤波装置的拓扑结构逐渐成为国内外研究热点。本文提出了一种新型九电平拓扑结构,仅用8个开关器件、2个电容和8个二极管实现九电平输出,降低了控制的复杂性,且成本低、体积小、实用性更高,并应用在谐波治理当中,主要研究内容如下:本文介绍有源电力滤波器的研究背景及研究现状。分析有源电力滤波装置的工作原理,对传统的多电平功率拓扑进行了深入分析,并对比各种九电平拓扑结构,分析了新型九电平拓扑的工作原理,并进行了数学模型的推导。对新型九电平APF的关键技术进行设计,谐波电流的提取采用ip-iq检测法,电流跟踪采用模型预测控制算法,调制策略采用载波层叠调制方式。针对电容均压问题,采用整体均压和独立均压的复合控制策略。应用MATLAB/Simulink对所提新型九电平拓扑结构及本文提出的控制策略进行仿真平台的搭建,并对负载平衡且突变和负载不平衡且突变两种工况进行研究,以验证本文提出的新型九电平APF功率拓扑及控制策略的正确性和可行性。搭建以DSP和FPGA为核心的新型九电平APF实验平台,容量为10k Var,进行软硬件调试,并进行了实验研究,结果验证了所提新型九电平拓扑结构及其控制策略应用于APF中的可行性与实用性。