随着现代工业的发展,大量电力电子产品不断投入应用,电网中的谐波污染日益增加。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)作为一种新型的改善电能质量的电力电子装置,不仅可以补偿电网中的谐波,还可以补偿无功、治理三相不平衡问题。目前,应用于低压系统的有源滤波器研究日趋完善,而中高压系统有源滤波器的研究相对较少,因此本文针对中压电网,进行了有源滤波器相关技术研究。介绍了有源电力滤波器的工作原理、补偿功能和拓扑结构,对比分析了不同多电平变流器应用于中压有源滤波器的优缺点,选取了经济性高、结构简单、控制方便的H桥级联型多电平有源滤波器作为本文的研究对象。详细分析了适用于三相不平衡情况的ip-iq指令电流检测算法和同步旋转dq坐标变换指令电流检测算法,指出dq算法不仅可对不同频次谐波分别进行检测和跟踪控制,且能检测出各次电压和电流的有效值与初相角;考虑到ip-iq和dq检测法中的低通滤波器(Low Pass Filter,LPF)无法同时兼顾滤波精度与响应速度,采用了滑动平均滤波器(Moving Average Filter,MAF)代替传统的低通滤波器;针对电网电压不平衡畸变的情况,进行锁相环(Phase Locked Loop,PLL)分析,设计采用了改进型dq坐标变换锁相环技术,即在q轴通道上增加一个MAF滤波器,滤除谐波和负序干扰信号,提高锁相精度。研究了不同多电平变流器的PWM调制方案,指出单极倍频载波移相SPWM调制技术实现简单、输出电平数多、等效开关频率高,但各单元载波频率一致,若同时工作在较高开关频率,开关损耗较大。为了进一步降低开关损耗,本文提出一种混合型SPWM调制策略,即若级联N个单元,则使其中一个单元单独使用单极倍频SPWM调制,该单元载波频率较高,其余N-1个单元采用单极倍频载波移相SPWM调制,载波频率较低,如此,可使APF在满足谐波补偿要求的前提下,更加有效的减少开关损耗。针对电流闭环跟踪控制策略,研究采用了“PI+重复”控制的复合控制方案,将PI控制良好的动态响应能力和重复控制较高的稳态精度有效结合起来;关于直流侧电压控制策略,讨论了电网电压平衡和不平衡情况下APF三相之间吸收功率情况,设计采用基于零序电压注入的三级直流侧电压控制策略来维持电网电压不平衡时APF直流侧总电压稳定、相间以及相内各单元间直流侧电压平衡。综合器件耐压值、装置成本、电脑性能等因素,仿真时,选取电网电压为6k V中压,级联型多电平有源电力滤波器级联单元数为六,输出滤波器采用单电感L型。最后,使用MATLAB/Simulink软件搭建模型,并进行了仿真分析,结果表明本文所采用的各种控制、调制方案具有可行性。