随着科技的进步,电力电子技术得到了广泛的应用,大量非线性负载接入电网中带来了谐波污染,影响电网的电能质量。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)作为一种能够实现谐波动态补偿、改善电能质量的装置,逐渐得到了广泛的关注。本文以三电平APF的原理及设计为研究方向,主要从谐波电流检测方法、谐波电流的跟踪控制、三电平APF系统的仿真以及硬件部分的研制等方面对其进行研究。首先,本文介绍了谐波的产生及其危害,总结了国内外APF的分类和发展现状,分析了三电平APF的优势及发展前景。确立了三电平APF为本文的主要研究对象。其次,本文通过分析对比APF的几种谐波电流检测方法,采用了基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测法。同时对APF的跟踪控制方法进行了分析,采用三电平空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法对APF进行跟踪控制。通过对三电平APF的电流检测方法及跟踪控制方法进行深入分析,在传统三电平SVPWM算法的基础之上,采用了三电平SVPWM的简化算法。并针对三电平APF直流侧电容中点电压不平衡问题提出了解决办法。运用Simulink对三电平SVPWM简化算法以及三电平APF系统进行了仿真,仿真结果表明本系统实现了谐波的补偿,证明了简化的三电平SVPWM算法是有效的。最后,本文结合理论研究及仿真实验,设计了基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)TMS320F28035控制的三电平APF实验系统。以TMS320F28035为核心的控制系统能够生成PWM控制信号,控制信号输送到驱动电路中,通过驱动电路控制主电路实现谐波电流的补偿。完成了三电平APF实验系统的设计和调试,通过对系统进行谐波补偿的实验,结果表明该系统能实现谐波补偿,达到了预期的目标。