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近年来，在消除谐波和补偿无功方面，与无源滤波器相比，有源电力滤波器优良的性能使其得到迅速的发展。由于开关器件额定容量的限制，基于两电平逆变电路的有源电力滤波器无法直接应用于高压大容量场合。而三电平逆变电路可以利用低电压等级的开关器件来实现高压输出，并且在相同开关频率下，与两电平逆变电路相比，其交流侧电流谐波含量低，导通压降低，开关损耗小，效率高。因此，为了满足高压大容量谐波治理和无功补偿的要求，本文提出研制高性能的基于三电平逆变电路的有源电力滤波器。本论文的主要工作包括：1、阐述本课题研究的背景和意义，介绍有源电力滤波器的研究现状，分析基于三电平逆变电路的有源电力滤波器目前还存在的问题，从而定位本文的主要研究内容。2、分析基于三电平逆变电路的有源电力滤波器的基本工作原理，对三电平PWM调制技术进行比较分析，阐述了三电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法的原理。3、针对二极管钳位式三电平逆变电路直流侧中点电压易出现不平衡问题，分析了目前常用的基于滞环调节SVPWM调制的中点电压控制法的优缺点，并在此基础上提出了基于电荷平衡控制SVPWM调制的中点电压控制法，与前者相比，该控制策略更为明确，可以使中点电压波动范围更小。4、采用基于时域分析的瞬时无功功率理论的dq0检测法，同时将具有PI自矫正能力和变结构特性的情感智能控制算法引入到谐波电流跟踪控制中，情感智能控制算法可以克服目前常用的基于电压定向PI整定控制法中PI参数不易最优化的问题，从而可以有效改善三电平有源电力滤波器的动、静态特性。5、在MATLAB仿真环境中针对突加平衡扰动和突加不平衡扰动两种特殊的情况下进行仿真分析，并根据其仿真模型完成以TMS320F28335DSP为控制核心硬件设计和软件设计，最后完成实验装置并进行实验研究。仿真和实验结果表明，基于三电平逆变电路的有源电力滤波器不仅能降低电网谐波，补偿无功功率，还能抑制三相不平衡，同时能维持直流侧中点电压平衡。因此，该有源电力滤波器具有一定的指导意义和应用价值。