随着科技的发展,电力系统中非线性负载的应用逐渐增多,其特有的工作特性导致电网中谐波污染日益严重。而目前各个行业对电能质量的要求越来越高。传统的谐波补偿方法是使用无源滤波器,该方法响应时间长,运行不够稳定,并伴有产生谐振的危险。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)采用了IGBT等大功率全控型器件,能够更快速、更有效的补偿系统中的谐波;而且补偿容量不受装置容量限制,调节特性更优。因此,有源电力滤波器在提高电能质量方面有着举足轻重的作用,它对提高电力系统供电的安全性、可靠性和经济性,保证用电设备的正常运行和工农业生产的持续高效,都有十分重要的意义。合理有效的控制策略可以提高有源电力滤波器本身的补偿性能。传统的控制策略主要有:时域中的滞环控制、线性电流控制和无差拍控制等,频域中的傅立叶分析方法以及利用传统典型I型和典型II型系统性能指标的线性控制等。由于APF系统的非线性描述,传统控制技术有诸如时间延迟较大、对控制参数敏感、不易实现等很多不利因素,同时使用线性控制方法本身就不能客观的反映非线性系统的实际情况,从而使得控制精度大大降低。本文对有源电力滤波器进行建模,并提出了其复合控制策略。所做的工作主要包括:首先,查阅大量文献,掌握有源电力滤波器的原理,了解有源电力滤波器及其目前所采用的各种控制方法的研究现状,优缺点。其次,在充分研究有源电力滤波器工作原理、特性的基础上,本文选用基于开关函数的建模方法并结合旋转坐标变换(dq变换)建立有源电力滤波器系统的数学模型,该模型中开关函数分别表示为稳态值加波动值的形式。再次,在深入研究有源电力滤波器现有控制方法的优缺点的基础上,针对其工作时的非线性和不确定性,提出了一种基于李亚普诺夫函数理论的新型控制方法。该种控制方法通过分别对开关函数的稳态值和波动值进行控制,得到相应补偿的开关信号。该方法具有以下优点:谐波检测环节简单,计算量少;常规的基于dq变换的有源电力滤波器的控制方法一般通过两个PI控制器对系统进行解耦控制,然后按照线性理论进行分析设计,无法准确的得到其运动规律,所提出的控制策略不依靠电路参数,可以实现单位功率因数补偿,并且在计算过程中可消除耦合,省去了PI控制器解耦环节,使电路结构简化。本文考虑参考值不精确对系统的影响,并根据提出的平均误差指标,共同确定控制参数α的取值范围,使系统控制达到全局稳定。最后,采用MATLAB SIMULINK搭建有源电力滤波器的仿真模型,对所提出的控制方法进行仿真验证。将该控制方法应用于实验样机进行实验。仿真实验结果表明基于李亚普诺夫函数的有源电力滤波器具有良好的补偿效果。