随着电力电子技术和计算机技术的发展，各种非线性的单相设备得到应用，谐波问题已经成为电力系统安全稳定运行的一大危害。谐波抑制的一个重要趋势就是采用有源电力滤波器(APF-Active Power Filter)。然而，国内外对有源电力滤波器的研究大都集中在三相系统，而对单相有源电力滤波器缺乏关注。　　目前，单相有源电力滤波器的主电路大多采用两电平变换器，适合于低压场合。在某些高压大功率应用场合，应用两电平变换器的有源电力滤波器已经不能满足人们对高压大功率的要求。使用多电平变换器作为电力滤波器的主电路结构就是其中一种具有代表性和较为理想的解决方案。　　本文首先确立主电路使用二极管箝位式三电平逆变器，分析了单相三电平逆变器的工作原理，并建立了单相三电平有源电力滤波器的数学模型。随后针对三种基于瞬时无功理论的单相系统谐波检测方法展开研究，经分析对比后选择了一种检测精度高，实时性好的谐波检测方法，并对其中的数字低通滤波器的设计方法进行了阐述。三电平逆变器特有的中点电位问题也是不可忽略的问题，本文展开了深入研究并提出了中点电位平衡的控制策略。　　控制系统方面，研究线性控制策略中的PI控制、重复控制以及PI+重复控制的复合控制策略。运用Matlab/Simulink仿真软件对其进行了研究。仿真和分析结果表明该控制系统具有良好的动态稳态性能，可以使单相三电平有源电力滤波器获得良好的补偿效果。