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近年来,随着电力电子装置使用越来越广泛,电力系统的谐波污染也越来越严重。由于有源电力滤波器(APF)能够实现对谐波和无功的有效补偿,其应用也越来越广泛。目前,两电平的并联型有源电力滤波器已经得到较深入的研究,并且在工业上也取得了不少的应用。但是受限于开关器件的耐压能力,在一些高压场合中,两电平变换器的应用受到限制。与两电平变换器相比,三电平变换器具有开关损耗小,对器件耐压要求低,输出的电压波形具有多阶梯和低失真等特点,使用三电平拓扑结构作为有源电力滤波器主电路理论上能够达到更好的补偿效果。因此,本文将两电平APF和三电平APF作为研究对象,分别对其电路原理及控制算法进行研究。本文介绍了有源电力滤波器的结构,分析了两电平和三电平变换器的基本工作原理,研究了用于谐波电流检测的瞬时无功功率理论,详细分析了两电平APF主电路的载波控制算法和SVPWM控制算法,在分析两电平APF数学模型的基础上,用MATLAB/SIMULINK搭建了两电平APF的仿真模型,通过仿真实现了对谐波电流的实时准确的检测,以及SVPWM控制算法对两电平APF输出电流有效控制。然后对二极管箝位的三电平变换器的电路拓扑和工作原理进行分析,分别研究了三电平载波控制算法和三电平SVPWM控制算法,利用SVPWM控制策略实现了对三电平变换器的控制。针对二极管箝位三电平逆变器存在的直流侧电容中点电位不平衡的问题,分析了引起中点电位不平衡的原因,分别研究了SVPWM控制策略中的大、中、小矢量对直流侧电容中点电位的影响,并通过合理的分配开关矢量的作用顺序以及小矢量的作用时间实现了对中点电位的控制。为了验证文章提出的三电平APF控制算法的正确性,用MATLAB/SIMULINK搭建了三电平APF的仿真模型,通过仿真证明了三电平APF比两电平APF具有更好的滤波效果。文章最后对两电平APF进行了实验研究,试制了一台380V/50A的两电平APF样机,对两电平APF的滤波效果进行了实验验证。