电力系统谐波已成为影响电能质量的重要原因,有源电力滤波器(APF)的研究,是当前谐波治理问题中研究的热点之一。现有的有源电力滤波器的控制系统大都经过谐波检测与指令电流跟踪控制两个环节,控制系统复杂且实时性较差。把单周控制技术应用于有源电力滤波器的控制中,无需检测和计算负载的谐波和无功电流,是有源电力滤波器研究的一个新方向。本文首先论述了有源电力滤波器和单周控制的基本理论,然后在此基础上推导出了单相和三相APF的单周控制模型,构造了相应的控制电路。最后采用MATLAB软件搭建了单相和三相APF系统的仿真模型并进行了仿真研究,仿真结果表明,无论是单相还是三相系统,单周控制APF都能很好地补偿谐波和无功电流。此外,在研究APF单周控制模型的基础上,从功率平衡的角度证明了关键中间量V m引入的合理性,分析了单相单周控制APF的稳态工作过程,给出了单周控制APF系统主电路和控制系统关键参数的选取方法。同时,针对三相三线APF,对单周控制与电压空间矢量控制方法进行了比较,分析了二者的等效性和差别。最后,介绍了以TMS320LF2407型DSP为控制核心的并联型三相三线有源电力滤波器实验装置的设计。对系统各部分的硬件电路和功能分别作了详细的阐述。提出了一种单周控制的数字实现方法,并以此编制了控制系统软件。实验结果表明,本文所设计的APF系统对谐波有较好的补偿效果,补偿后的电源电流接近正弦波。