当前在工业应用中,各种电力电子变换器在工作过程中通常会向电网注入大量的谐波,严重影响了现代电网的电能质量。为了解决电网中谐波污染问题,早期主要采用无源LC滤波器来抑制电路中谐波,因其不能随电流变化而进行实时补偿,逐渐被有源电力滤波器(APF)所取代。本文针对二极管箝位多电平APF在控制算法和拓扑结构的问题上展开以下几个方面的研究工作。首先,介绍了不同类型APF的拓扑结构、补偿效果和适用场合。在瞬时无功理论的基础上阐述p、q检测算法与ip、iq检测算法,理论分析对比上述算法在网侧电压波动情况下对无功和谐波电流的检测精度和谐波补偿效果。在ip、iq检测算法的基础上建立基于滞环电流控制的两电平APF仿真模型,从而验证该算法抑制谐波的有效性。其次,介绍了三电平APF电路拓扑结构和基本工作原理,并对基于预测电流控制的APF进行了理论分析,研究了三电平变换器中点电位不平衡问题,并采用了辅助均压电路解决方案,分别搭建了基于预测电流控制的两电平和三电平APF仿真模型,验证了预测电流控制算法补偿谐波的可行性。最后,作者采用基于Verilog HDL硬件描述语言完成了全部控制模块程序设计,分别验证了基于滞环电流控制的两电平APF,基于预测电流控制的两电平APF和二极管箝位三电平APF系统控制,给出了这两种控制算法及两种主电路拓扑结构的谐波电流补偿效果和系统的动静态性能。