工业应用的大容量并联型有源电力滤波器通常被控制成受控谐波电流源,非常适合补偿电力系统中大量的电流型谐波源,因此对其主电路设计和控制方法的研究具有重要的理论和工程实际意义。本文针对基于重复控制的260kVA三相三线并联型有源电力滤波器工业样机,对其几个关键技术问题进行了研究。大功率变流器主回路的分布电感对于开关管的安全和高效工作至关重要。本文在分析减小叠层平面母线等效分布电感的基础上,设计了一种用于大容量变流器的无感平面母线结构,大大降低功率器件开关过程中的电压尖峰和EMI问题。LCL滤波器以其较好的滤波性能逐渐被应用于大容量并联型有源滤波装置,但由于其包含多个参数而不易设计。本文在重点考虑滤波电感压降、滤波电容无功容量、高频分流效果、谐振频率因素的基础上提出了一种LCL滤波器参数设计方法。该方法简单易行,物理意义明确、具有一定的工程应用价值。散热结构形式直接关系到大容量电力电子装置是否能长期可靠运行。然而,在包含多个发热和热敏感元件的装置中,散热结构设计变得复杂。本文提出了一种风道隔离型的散热结构,该结构通过独立且紧凑的风道保证了功率模块的散热效果,同时把主电路无源元件协调统一散热,大大减小了风机数量和装置体积。大容量并联型有源电力滤波器的补偿精度取决于电流环的设计。由于电流环参考和反馈电流由许多次谐波叠加而成,传统的PI调节器稳态跟踪性能不佳。本文提出了一种PI内环,重复控制外环构成的双环复合控制策略用来改善输出电流波形,并给出了详细的设计方法。该控制器对奇次、偶次谐波电流以及不平衡负载条件下的负序谐波电流均具有很高的稳态补偿精度,同时保证了系统的动态响应速度,且易于实现。在启动、并网和负载切换等动态过程中,直流母线电压将产生大幅过冲或跌落,严重威胁开关器件的安全,因此动态过程中对直流母线电压的控制是十分必要的。本文提出了一种软启动和并网冲击抑制技术以解决启动和并网过程中直流电压大幅波动的问题。然后根据交流侧和直流侧的功率平衡方程,推导了电压环的小信号模型。最后基于该模型设计了一种高动态性能的直流电压调节器。