中高压电网中大容量电力电子装置和非线性负荷带来了谐波问题,级联H桥(Cascade H-Bridge,CHB)并联有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)因便于实现、高可靠性和结构上易于模块化扩容等特点,成为大功率、高电压领域应用较多的一种APF。但由于级联H桥SAPF各H桥是相互独立的模块,每个H桥的串联损耗、并联损耗具有差异性等因素造就SAPF直流侧不平衡的产生。这会影响SAPF谐波电流的补偿效果,甚至有可能造成SAPF的瘫痪。本文基于PD-PWM策略以及SFO-PWM策略,提出了载波同相层叠-开关频率优化-PWM(Phase Disposition-Switching Frequency Optimal-PWM,PD-SFO-PWM)策略。拥有载波同相层叠调制很好的线电压消谐效果,以及开关频率优化PWM调制的降低开关损耗能力,同时将多路同相载波减少为一路载波。针对级联H桥SAPF存在直流侧电压不平衡的现象,从SAPF的拓扑结构和原理入手,在分析直流侧不平衡的基础上,以实现直流侧电压的稳压、相间平衡和相内平衡为目的。在PD-SFO-PWM基础上提出了一种直流侧电压三级平衡策略。当发生直流侧电压失衡时,三级策略发挥调节作用。与传统平衡策略相比,该策略原理简单、易于实现,同时由于调制策略同时兼有调制功能和直流侧相内电压平衡功能,避免了设计额外的直流侧相内电压平衡策略,从而大大降低了直流侧平衡策略的复杂性。最终进行七电平SAPF仿真和实验,验证了平衡策略的可行性,该平衡策略能够以较小的超调量和纹波实现平衡效果,并能保证SAPF的稳定工作。