当今社会的发展离不开电能。随着近代社会突飞猛进的发展,大量的电力电子产品被人们使用。这给人们带来了便利,同时也给电力系统注入了大量的谐波、无功及零序电流。这些谐波、无功及零序电流不仅影响输电线路的使用寿命,同时影响周围用电设备的使用寿命,造成不必要的损失。因此,提高电能质量具有十分重要的意义。传统的无源滤波器只能对某些特定次谐波进行补偿,并不能满足需求,而有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)具有良好的动态跟踪补偿性能,能够治理负载电流畸变,补偿基波正序无功分量以及补偿基波负序零序分量。本文主要研究对象为三相四线制三电平三桥臂APF,简单介绍了无功功率理论及谐波电流的几种检测方法。选用二极管钳位型三电平APF拓扑结构,介绍了 APF的工作原理,对二极管钳位型三电平APF逆变电路几种工作状态进行分析并建立对应abc三相坐标系下时域模型;为了便于控制器的设计进行d-q旋转坐标变换并采用前馈解耦控制,通过内环电流控制及外环电压控制实现对APF控制系统的设计,并对电流控制系统及电压控制系统PI调节器参数进行优化。单独分析了直流侧中性点电压不平衡原因,给出了完整的系统控制框图,为了抑制中性点电压偏移,采用SVPWM算法控制。分析了系统在含有零序电流及不含有零序电流两种情况下27个空间矢量对中性点电压的影响以及采取的相应控制措施,并对SVPWM算法进行简化处理。最后,对APF直流侧电容及交流侧LCL滤波器参数进行优化设计,并通过MATLAB搭建仿真模型,通过仿真波形的准确结果验证设计电路的可行性;搭建实验平台,测量相关参数及波形,验证文中给出的相关控制策略的有效性。