随着我国提出碳中和目标以来,新能源技术和相关的电力电子技术在电网中的应用迅速发展,随着越来越多的非线性器件接入电网,电能质量问题越来越受关注。有源电力滤波器（Active Power Filter,APF）可以根据负载谐波的动态变化而进行跟踪补偿,是解决电能质量问题的重要途径。然而,单个APF已经无法适应电网中负载引起的分布式特性的谐波,多个APF进行分布式补偿是全面提高电网质量的有效方法,能有效提高补偿容量和容错性,容易实现的同时降低成本。在本文中,以常用的并联APF为研究对象,单APF的接入电网后,对模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）方法在APF中的使用进行研究。其次,本文进行多APF的协同控制策略研究,提出多APF的分布式模型预测控制（Distributed Model Predictive Control,DMPC）。本文围绕单APF的控制方法比较,多APF协同控制等展开研究,主要内容包括以下几个方面:（1）介绍APF的系统构成和运行原理,其数学模型和谐波检测方法。（2）针对传统控制方法的缺点,本文对有限集模型预测控制（Finite control set model predictive control,FCS-MPC）的基本原理进行了介绍。其次,本文介绍了三电平APF的FCS-MPC方法,并提出一种减少权重因子,降低计算量的多电平APF控制方法。（3）连续集模型预测控制方法（Continuous control set model predictive control,CCS-MPC）的原理和在APF中的应用被介绍。首先介绍CCS-MPC的原理,其次建立APF的离散空间状态模型,将CCS-MPC在APF中的应用进行了研究。（4）当存在电阻和电感参数不匹配的情况时,将FCS-MPC与CCS-MPC在APF中的应用进行对比,分别讨论存在电感误差和存在电阻误差的条件,对两种控制方法的性能进行分析。（5）在IEEE-18bus谐波测试系统中,进行多APF接入电网的定容和选址研究。首先,在接入模拟谐波源的条件下,建立多APF接入电网的数学模型和目标函数,采用改进灰狼算法（Improved Grey Wolf Optimization Algorithm,IGWO）进行寻优,在满足约束的条件下得到最佳的APF容量和安装位置。（6）提出一种分布式谐波分配治理控制方案,这个方案协调多个APF在不同的节点工作,在所处节点对谐波进行分配补偿。本方案基于分布式模型预测控制,包含有两层结构,上层控制器基于多个APF的耦合关系,在确定APF的位置和大小后,来优化谐波的分配。最优的谐波参考被送到下层,下层APF使用MPC控制器。通过这种方式,可以实现配电线中最佳的谐波分担。该方案分布式优化控制每个APF,来确保他们在实现总畸变率最低的过程中,处于合作而不是相互竞争,具有更高的可靠性和灵活性。在本文中,提出的理论方法均通过仿真得到有效验证。