随着分布式能源的发展,大量的电力电子设备广泛使用造成电网的谐波污染,给电力系统带来严峻的挑战,因此有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的研究受到广泛关注。本文以单相级联多电平APF为研究对象,通过虚拟正交电路建立dq坐标系下的APF预测功率控制模型,并通过对直流侧电压平衡控制器进行设计,实现直流侧电压平衡控制,最后对重复控制器对稳态情况下的APF滤波性能进行了研究。本文的主要研究内容有:1、通过推导三相静止坐标系及两相旋转坐标系下的级联H桥逆变器数学模型,结合预测直接功率控制方法,构建了以有功和无功占空比为控制对象的APF预测功率控制模型,运用预测功率控制算法和瞬时功率理论,计算并补偿线路中的谐波有功及无功功率。2、对级联型APF的直流侧电压均衡策略进行了研究,本文采用了一种消除电压平衡控制器耦合现象、同时考虑有功、无功占空比修正的电压平衡控制策略,通过使各H桥的占空比修正值满足一定的数学关系,消除了均压控制器的耦合现象,并实现各模块的无功平衡。通过在matlab中搭建三模块的单相级联型APF仿真,仿真结果表明本文所提均压控制策略能有效平衡级联H型APF的直流侧电压,滤波效果良好。3、建立两相静止坐标系下的APF预测功率控制模型,根据重复控制在稳态下的良好跟踪性能,结合APF输入信号具有周期重复的特性,引入重复控制对功率预测值进行优化,通过仿真分别对有无重复控制器时的APF补偿性能及指令跟踪性能进行了对比分析。