随着近年来国民经济的飞速发展和生活水平的不断提高,以电力电子技术为基础的中大功率装置以及非线性负载在工业和民用系统中得到大量应用,这对电网的稳定性和电能质量造成严重影响。有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)作为一种新颖的电力电子技术领域装置,因其优越的谐波抑制和无功补偿性能,正受到越来越多的关注并得到应用。但是,受电力电子开关器件耐压和开关频率的限制,APF并不能完全适应高压大功率的工作环境。本文结合实际应用,研究了基于H桥级联多电平技术的并联型有源滤波器,通过模块化的级联以提高APF的耐压和增加输出电平数,在高压大功率谐波补偿场合有很好的应用前景。同时讨论了H桥级联多电平技术的拓展应用,对该拓扑进行电力电容器组柔性投切的可能性做出设想并进行实验验证。首先,对基于瞬时无功功率理论的d_q检测法进行分析,并作为本文所研究的并联型有源滤波器检测方法。针对电流跟踪控制方法,介绍了直接电流控制方法中的三角载波比较控制法,并就该方法分析了PI控制器和重复控制器的原理并进行控制器的设计,再将两者结合,研究基于这两种控制法的复合控制策略,该复合控制策略既保证了跟踪误差的尽可能小,又兼顾了变流器的响应速度。就所研究的并联型有源滤波器模型中开关器件IGBT的型号、H桥功率模块中直流侧电容数值以及交流侧单电感滤波器的选型进行了分析计算。其次,讨论了该H桥级联有源滤波器的单极倍频载波移相调制方法,就单极倍频控制方法,具体分析了单极倍频CPS-SPWM方法中输出波形基波分量和谐波分量的组成。由于每个H桥功率单元直流稳压电容互相独立,且模块间损耗存在差异,运行时直流侧电压会产生波动,因此讨论了两层结构的直流侧电压均压稳压控制方法,即上层进行相间直流电压总压的稳压,下层进行每个H桥功率单元直流侧的均压,并分别就控制器设计和充放电情况进行分析。然后,以PSIM仿真软件为实验仿真平台,搭建了三相星形连接H桥三级联拓扑的APF仿真模型。设计并组装了H桥级联APF的硬件实验平台,并对主电路、控制系统和结构设计进行阐述,就软启动、直流侧稳压、定量发无功和谐波补偿等功能分别进行实验和记录,验证了本文所述的理论和各种控制策略的可行性和正确性。最后,在分析H桥级联多电平技术的相关控制方法,并实验研究基于该拓扑结构的APF的基础上,为进一步讨论H桥级联多电平技术的优越性和应用领域拓展,同时基于江苏省电力公司经济技术研究院的项目依托,探讨了将H桥级联多电平技术运用到电力电容器组的柔性投切技术当中。在原先H桥级联APF硬件实验平台的基础上,改造了一套柔性投切试验平台,介绍了主电路连接方式及其控制方法,对电容器组进行柔性投切,并对补偿容量进行动态控制,分析该方法对电能质量指标的改善。