随着现代电力电子技术的发展,各种电力电了装置得到了广泛的应用,但也给电网带来了严重的谐波污染,威胁着电网和用电设备的安全。我国的低压配电系统主要采用三相四线制方式供电。三相四线系统中主要有对称的三相负载和单相负载,这些负载大多具有非线性特性及不对称性,这将在系统中产生很大的谐波电流及过大的中线电流。对称三相非线性负载产生正序谐波和负序谐波,但单相非线性负载虽然单台功率较小,但因其数量庞大,将在电网中产生大量的零序谐波电流,而且在中线上相互叠加,所产生的谐波是极其严重的。它一方面使得中线电流大大超过额定值,可能导致中线故障,产生中点移位,造成用户端相电压不平衡,影响用电安全：另一方面可能使设备因过热而损坏绝缘,危及设备安全。此外,电力系统中的谐波电流还将增加线路损耗,降低功率因数等。所以,三相四线制系统中的谐波抑制、中线电流消除及三相电流平衡具有重要的意义,已成为电力系统电能质量问题的研究热点。针对目前采用四桥臂有源滤波器解决三相四线制系统中的谐波及中线电流过大等问题,本文开展了以下几个方面的研究工作。首先,讨论了基于瞬时无功功率理论的三相四线制系统谐波电流检测方法,分析和比较了p-q法和p-q-r法的原理及特点。基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法的原理是通过坐标变换,将三相电流中基波正序分量变换为直流分量,谐波及基波负序分量变换为交流分量,采用低通滤波器分离直流分量和交流分量,经反变换后得到含无功分量及谐波分量的参考电流信号。但当电源电压不对称或含有谐波时,坐标变换后的直流分量将含有基波负序分量,因此,常规的p-q法无法得到良好的效果,这可通过锁相环提取电源电压正序分量来消除检测误差。论文分析了常规锁相环的原理及结构,提出了一种新的基于非线性PI调节器的三相锁相环及三相四线制系统的改进p-q谐波检测算法,仿真及实验结果表明所提算法具有更好的检测精度及动态性能。其次,基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法虽然是一种应用非常广泛的方法,但需要复杂的坐标变换、低通滤波器及锁相环等。为此,针对三相四线制系统的结构特点,提出了一种基于二维线性滤波器的三相四线制系统谐波电流检测方法。该方法将三相四线制系统分解为3个独立的单相系统,用3个二维线性滤波器分别提取不对称的各相基波电流分量,再通过瞬时对称分量计算,得到三相系统的基波电流正序分量,从而提取出谐波电流及无功电流分量。二维线性滤波器是基于自适应陷波器构造,与系统参数及电源电压无关,因此,所提算法具有很好的鲁棒性,且检测精度与电源电压无关,且无需低通滤波器及锁相环。在对称电源电压、不对称电源电压、对称畸变电源电压及不对称畸变电源电压四种情况下的仿真及实验结果证明了所提方法的正确性和有效性。再者,电流滞环控制因其无条件的稳定性、响应的快速性、与系统参数无关、很高的控制精度及实现简单等优点,在有源滤波器的电流控制中得到广泛运用,但其最大的问题是开关频率不固定,开关管的损耗较大。通过理论分析和系统仿真,确定了常规滞环控制方式下影响开关频率的主要因素,提出了一种模糊自适应的可变环宽滞环控制算法。算法根据电源电压的变化及跟踪电流偏差信号的变化,动态地调整滞环的宽度,有效地减小了开关管的开关频率及其变化范围,实现了准定频的滞环控制。通过对常规滞环控制、自适应滞环控制及模糊自适应滞环控制三种方式下的仿真及实验,结果表明,模糊自适应滞环控制方式相较于常规滞环控制方式,开关管开关频率下降了近60%,频率变化范围仅约为原来的30%。此外,通过对单相不对称三电平逆变器结构及原理的深入分析,提出了一种三相四桥臂三电平不对称逆变器拓扑结构,讨论了三相四桥臂不对称三电平结构特点,提出了基于abc坐标系下四桥臂不对称三电平逆变器的SVPWM控制算法。研究了单相不对称三电平逆变器结构及空间矢量调制算法,并将其应用于有源滤波器中,实现了谐波抑制。对单相不对称三电平逆变器的直流侧中点电位变化的原因进行了分析,提出了三电平不对称结构的双闭环中点控制方法,较好地实现了中点电位的控制。通过仿真及实验,验证了所提结构及控制方法的正确性和有效性。最后,以TMS320F2812 DSP为控制核心,研制了小功率并联式三相四桥臂有源滤波器实验样机,完成了相关的实验验证和研究。通过研究和实验验证,本文研究并提出的关于并联式三相四桥臂有源电力滤波器的谐波电流检测算法、模糊自适应滞环控制、四桥臂三电平不对称逆变器结构及其空间矢量控制(SVPWM控制)等关键技术的一些理论和方法是正确和可行的,能够用于有源滤波器的实际开发和生产中