现代工业技术的飞速发展,人们注重生活质量的同时,对电能质量的要求也越发严格。大量的非线性负荷增加,使得电网中出现了大量的谐波分量,严重时使各类保护及自动控制装置产生误动,影响人们的正常生活。电力系统中加装有源电力滤波器(APF)成为当下谐波治理的主要方法之一,具有良好的动态响应性能与多样的补偿方式,能够很好的对电网进行谐波补偿。本文首先阐述了谐波治理的背景与研究意义,并介绍了APF国内外发展研究现状和发展趋势,随后对APF进行了详细分类介绍,阐述了具体工作原理,并建立了APF在d-q旋转坐标系下的数学模型。其次,针对APF在三相电网不平衡且存在畸变的情况下,使得i_p-i _q谐波电流检测法中锁相环无法实时计算出精准的电压频率,提出一种加入自适应陷波器与自适应滤波器的新型基于同步坐标系下的锁相环。通过仿真结果表明,本文所提出的方法可以准确快速的提取电压频率,避免了对i_p-i _q谐波电流检测准确性的影响。此外,针对传统定步长在收敛速度和稳态误差之间的矛盾,设计了一种新的基于Sigmoid变步长函数的非线性模型,当误差在稳态阶段时,稳态阶段,新函数的步长更小,变化更加缓慢。再次,为实现精确快速的谐波电流跟踪控制,本文采用电压空间矢量脉宽调制方法,该方法包括扇区的判断与选择、扇区的作用时间计算和电压切换矢量计算,通过仿真验证了该算法的可行性。最后,本文对APF控制系统进行了硬件和软件设计,硬件设计包括电压和电流的信号采集与调理电路、DSP核心电路、驱动电路和保护电路;软件设计包括APF系统主程序设计、谐波电流检测程序设计、新型SRF-PLL程序设计、空间矢量脉宽调制程序设计。在此基础上,与企业合作参与共同研制了一款100A/400V的有源电力滤波器,进行了APF的负载试验和总谐波补偿试验,证明了实验装置的可靠性。