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电力电子设备的大量使用会给电能质量造成污染,由谐波引起的各种故障和事故经常给社会造成巨大经济损失。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是消除电网各次谐波补偿无功功率的有效手段,其在国内外生产中也有应用。但随着电网的发展,装机容量的提高,对APF的要求也随之增加,但APF受到电力电子器件的功率和控制效果互相制约的限制,对于提高APF的容量并维持系统良好的性能是近几年APF研究的新方向。本文主要研究的重点多电平有源滤波器的主电路结构、谐波检测方法以及相应的控制策略。首先对有源电力滤波器国内外当前的研究现状进行分析介绍,并对未来发展的趋势进行阐述。之后对有源滤波器的滤波原理进行分析,并介绍有源滤波器的分类结构,对本文所言研究的多电平有源滤波器的主电路结构进行详细介绍,在对经典主电路结构的研究基础上提出一种新型的多电平主电路结构,该结构在开关数目上有所减少,且易于实现模块化,对其工作原理进行分析,并对其进行数学模型分析,得到所设计的新型主电路结构可采用线性分析的结论。其次,介绍几种谐波检测理论并比较其优缺点,对基于瞬时无功功率理论的谐波检测原理进行详细介绍,并对其常用的qp?和qpii?两种谐波电流检测方法进行详细介绍,在qpii?检测法的基础上进行改进,省略相间坐标变换环节,在电压变换处增加预置补偿角以配合开关器件的死区时间,并通过MATLAB仿真软件对上述三种方法进行比较验证。再次,本文分析多电平有源电力滤波器的控制策略,简述阶梯波调制法、三角载波调制法、空间矢量调制法、Sigma-delta调制法以及特定谐波消去控制的特性及优缺点。确定本文采用特定谐波消去控制,详细论述特定谐波消去法的构成、控制原理以及控制特性,并分析该控制法在本文所设计结构中所存在的研究重点与实现方法,在其基础上对初值选取进行改进,并利用牛顿艾特金加速公式,提高控制计算速度。最后,对其仿真参数进行设计,搭建仿真模型,应用MATLAB仿真软件进行仿真验证。仿真结果表明,本文提出的新型多电平主电路结构、改进的qpii?检测方法和特定谐波消去控制方法的正确性和有效性。