随着各种电力电子装置的广泛使用,大量的谐波也随之注入配电网,不仅降低了电能的质量,增加了电力系统中输电线的损耗,而且缩短了设备的寿命。在谐波治理过程中,无源滤波器(Passive Filter,PF)虽然结构简单、成本低廉,但其动态性能差,因而对变化的谐波难以进行补偿。而有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)相对于PF有更好的动态性能,但受其容量的限制,难以在中高压系统中使用。混合有源电力滤波器(Hybrid Active Power Filter,HAPF)综合了PF和APF的补偿优点,在提高补偿容量的同时又改善了系统的动态性能,但在实际的应用中,HAPF仍然存在着一些问题,针对其中的某些问题,本文将进行深入的研究。研究的主要内容包括:(1)研究和分析了HAPF的谐振抑制和谐波补偿能力。当电网的运行条件发生变化时,PF与电网中的电感可能会发生谐振,放大谐波电流。为了分析系统的稳定性,本文首先构建了单相谐波等效电路图,根据该电路推导出谐波电压源和非线性负载分别作用时的传递函数,再通过传递函数的波特图,分析PF和HAPF补偿谐波时的并联谐振和串联谐振问题。最后通过仿真分析,证明在本文所使用的HAPF结构中,HAPF不仅能抑制谐振现象,还能有效的提高滤波性能。(2)HAPF在工作过程中会产生延时,该延时主要分为检测过程中的算法延时和数字控制延时。其中算法延时主要由低通滤波器引起,并且这种延时会降低指令电流的准确度。针对这一问题首先利用Filter Solution软件对低通滤波器的性能进行研究,选取合适的低通滤波器;再根据低通滤波器的实际延时,采用快速跟踪微分器对延时进行补偿,提高指令电流的准确度。另一方面,数字控制过程中引起的延时,会直接导致补偿后的电网电流仍然存在着剩余的谐波。为了解决该问题,本文采用改进的重复控制算法对下一采样周期的参考电流进行预测,并加入校正因子对预测过程中出现的误差进行消除,最后通过仿真验证了该方法的有效性。(3)针对传统保护所存在的不足问题,提出了一种新的保护方案,来提高系统的工作效率和可靠性。配电网发生故障或负载突然增加时会导致补偿电流的增加,如果补偿电流超过变流器的额定容量,将会损坏变流器,并且电网中也会产生一些瞬时扰动,导致补偿电流突然增大。传统的保护方式在检测到过电流时直接封锁脉冲,退出运行,在确定故障排除后才会启动,重新投入运行,但在封锁脉冲到重新投入这段时间内无法继续保护系统工作。这种方法保护将会降低补偿的效率,本文提出一种新型保护措施,通过设定参考电流的最大阈值,使参考电流的幅值成比例的降低,进而将补偿电流稳定在设定的阈值内,并且这种保护方法对补偿电流没有超出设定阈值时没有任何的影响。通过仿真,验证了这种保护方式不仅可以抵抗电网中的瞬时扰动,还可以有效的降低补偿电流的大小,在保证系统安全的同时又提高了补偿的效率。(4)搭建实验平台,验证提出方案的实用性。通过对检测方法的改进,实现对电网谐波电流的实时补偿,并在此基础上,进行了样机实验,并给出了实验的数据和波形,验证了所提出方案的实用性。