现代工业的飞速发展离不开电力系统的支持,然而随着电力电子装置日益广泛的运用,以及用电设备对电能质量的要求越来越高,电网污染问题日益被人们所重视。如何“绿化”电网,已经成为电力系统领域越来越重要的课题。谐波含量和无功功率是电能质量两个重要的指标。有源电力滤波器是一种新型动态补偿谐波和无功功率的电力装置,在电能质量领域中扮演着越来越重要的角色。本文先后介绍了谐波的产生与危害,谐波的相关标准,国内外APF发展的趋势,有源电力滤波器的基本结构、原理、分类,进行了仿真研究,最后制作样机验证。本文以三相四线制电网系统为研究对象,着重研究了基于瞬时无功功率理论的检测算法以及基于递归离散傅里叶的检测算法,并对其进行了仿真研究。并对基于递归离散傅里叶检测算法的全谐波补偿与特定次谐波补偿两种模式进行了仿真研究,得出两种模式都可以达到补偿效果。研究了二极管钳位式三电平结构,对其进行了仿真,并对其进行了改进。本文提出了插入零电平控制算法,提高了装置的补偿效果。在仿真的基础上,建立了以STM32F4为主控制器的有源电力滤波器实验模型。进行了软件与硬件的设计,包括电流电压的采样、电网电压的锁相、谐波电流的检测、直流电容电压的控制、定时瞬时比较跟随器的算法、中断保护等。本文对滤波电感、直流电容、功率开关管等主要实验器件选型采用了理论计算与实际相结合的方法。最后,本文对有源电力滤波器装置调试。实验结果表明本文提出的算法、结构能够有效的对谐波进行抑制,实验验证了本文对有源电力滤波器装置所进行的软、硬件以及算法、结构的设计。