随着电力电子装置在电力系统中的大量应用,电网中的谐波问题越来越严重,谐波的存在严重影响了电网的电能质量。有源电力滤波器作为一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,由于克服了很多无源滤波器的固有缺点而得到了广泛的关注。本文首先介绍了谐波抑制和无功补偿的发展现状,并分类介绍了各种有源电力滤波器的基本原理和结构。以变压器磁通补偿原理为基础,设计了一种新型串联混合型有源电力滤波器,给出了其电路拓扑结构,分析了其工作原理。这种有源电力滤波器的大容量通过变压器二次侧多绕组结构来实现。以PWM逆变器为核心,建立了滤波器的数学模型,并对其滤波特性进行了分析。适当增大逆变器输出滤波电感,合理选择串联变压器原副方变比,或采用电压前馈控制技术为改善其滤波效果的三条有效措施。借鉴三相电力系统中的基于瞬时无功功率的谐波和无功电流检测方法,给出了一种应用于单相电力系统的有源电力滤波器的基波指令电流检测方法。分析了有源电力滤波器的电流跟踪控制策略和逆变器的输出控制方法,本文采用三角波比较的电流跟踪控制方法,逆变器输出采用单极倍频的脉宽调制方式。分指令电流给定单元和补偿电流发生单元两部分,介绍了这种新型有源电力滤波器控制系统的实现。设计制作了一套实验装置验证这种新型的串联混合型有源电力滤波器,并在多种工况下进行了实验。实验结果证明了该新型有源电力滤波器方案的正确性和可行性。