交—直型电力机车的大量使用使得我国电气化铁道负荷谐波含量高的问题尤为突出。为此,我国电气化铁道的惯用办法是在牵引变电所安装3次单调谐滤波器,这种方法的滤波效果远不能满足要求。有源电力滤波器能够克服无源电力滤波器滤波能力不足、滤波特性受系统参数的影响大、可能发生谐波放大等缺点,有效地抑制谐波。但是,由于有源电力滤波器的成本较高,因此,将有源电力滤波器与无源电力滤波器结合组成混合电力滤波器是目前治理电气化铁道谐波污染的较好方案。文章讨论了牵引变电所混合电力滤波器最佳安装位置、结构,讨论了将有源电力滤波器、无源电力滤波器串接后并联在母线上构成固定滤波支路进行谐波补偿的方案,对串接式并联混合电力滤波器的硬件和软件进行详细的设计;给出了基于主要设备最低投资的混合电力滤波器参数优化模型及算法,利用现场实测数据为金州牵引变电所设计了混合电力滤波器的主要参数;讨论了有源电力滤波器逆变器的结构、类型及其PWM控制方式,有源电力滤波器的输出滤波器参数的设计的准则,编制了优化程序,给出了设计结果。设计了有源电力滤波器的控制系统。针对目前有源电力滤波器的研究主要集中在指令产生控制器,本文还详细讨论了指令跟踪控制器的设计。硬件设计用DSP芯片TMS320LF2407A为核心控制芯片,包括外围的接口的电路、采样电路、PWM输出电路的设计,并利用Matlab/Simulink中的电力系统模块构造了单相器件及仿真电路。对本文进行的理论分析及设计结果进行了仿真验证。仿真结果表明所提出的方案有很好的滤波效果,控制系统有较快的响应速度。