随着电力电子技术的飞速发展,越来越多的电力电子装置被广泛应用到各个领域,产生了大量的电网谐波,因此,解决电网谐波污染已成为电力电子学科的重要研究课题。有源电力滤波器(APF)作为一种抑制谐波的新型设备,它通过向电网中注入一个与负载谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流,来消除负载谐波电流对电网的污染。因此,有源电力滤波器得到了广泛的研究,并开始进入工业应用阶段。单周控制理论最早是由美国学者Keyue M.Smedley和Slobodan Cuk提出的。这种控制方法是一种通用型非线性大信号控制方法,特别适合于开关电路的控制。与其它现有的PWM控制方法相比较,单周控制方法具有响应快,抑制电源干扰和控制电路简单等特点。因此将单周控制应用到有源电力滤波器中,为有源电力滤波器控制方法提供了一条新的途径。本文对现有的有源电力滤波器的各种主电路拓扑、畸变电流检测和电流补偿控制方法进行了分析,并在此基础上将单周控制技术应用于有源电力滤波器中,随后,对多种型式的有源电力滤波器建立了相应的单周控制模型,并进行了仿真研究。本文在全面分析单相、三相三线、三线四线制有源电力滤波器的单周控制研究成果的基础上,分别对不同相数并联型和串联型的有源滤波器的单周控制问题进行了详细地讨论。通过理论分析分别导出了有源电力滤波器的单周控制数学关系,建立了单周控制模型,并对其进行了仿真分析。仿真结果验证了理论分析的正确性和可行性。本文在分析总结前人科研成果的基础上,首次把单周控制技术应用到四桥臂三相四线制串联型有源电力滤波器中,通过分析了四桥臂三相四线制有源电力滤波器平均等效电路,推导出其控制方程,建立了四桥臂三相四线制串联型有源电力滤波器的单周控制模型,并对其进行了仿真研究。仿真结果表明:单周控制三相四线制串联型有源电力滤波器能有效地实时补偿非线性负载产生的谐波、无功电流和零线电流,具有较好的补偿效果。