电能是工业生产的主要能源,是推动当代经济和社会可持续发展的主要动力。随着配电网中不平衡负荷和非线性电力电子装置的大量接入,大量的不平衡和谐波分量渗透进电网,致使配电网运行存在着极大的安全性和可靠性隐患。三相四线制有源电力滤波器(APF)作为交流侧电能质量就地治理装置的代表,具有动态地、高效地改善电能质量的特性。本文对电网电压不平衡时精确锁相以及不平衡非线性负荷接入电网时APF参考电流检测及其控制进行了研究,主要内容如下:本文首先研究了针对电网电压的锁相环技术,提出了一种新型锁相环,通过各相电网电压与其绝对值之和的商值和相角之间的对应关系,实现相角的准确快速检测,为谐波检测环节提供精确的相角信息。同时,采用双二阶广义积分器获取电网电压中的正序分量,作为新型锁相环的输入,实现电网不平衡或畸变情况下的电压精确锁相,仿真和试验验证了新型锁相环的快速性和精确性。为解决三相四线制低压配电网中不平衡非线性负载形成的不平衡电流和谐波电流对配电网安全性和可靠性的影响,提出了基于双二阶广义积分器的ip-iq谐波检测方法,根据控制理论分析可知,采用改进后的二阶广义积分器,有效提升了控制系统的品质因数和动态特性。以LCL型三相四桥臂APF为研究对象,综合考虑复杂谐波电流快速动态响应和无静差跟踪等因素,设计了数字PI+重复控制器,针对三相四桥臂特性,研究了基于a-b-c坐标系下3D-SVPWM调制算法的实现,相比传统α-β-γ坐标系算法,大大降低了调制算法的复杂性。在Matlab/Simulink环境下搭建了三相四桥臂APF仿真模型,分别验证了当配电网处于三种不同工况情况下,三相四桥臂APF对其进行治理的效果。对三相四桥臂APF装置进行了主电路电气设计和软件设计,并且对样机进行了实验测试。仿真和实验结果显示三相四线制APF能够有效抑制电网中线电流,降低配电网电流三相不平衡度。