随着电力电子装置的广泛应用,电力系统的谐波问题日益严重,谐波成为影响电能质量的主要因素。有源电力滤波器被公认为是治理电网谐波及无功污染、改善电能质量最有效的手段,具有响应速度快、补偿精度高、体积小、智能化程度高等特点,在国外已经投入实际应用。在国内对有源电力滤波器的研究还处在开始阶段,本课题是与山东比亚科技有限公司合作,研究设计补偿能力为50A的低压并联型三电平有源电力滤波器。本文首先介绍了并联型有源电力滤波器的基本原理,选择的二极管箝位型逆变电路的主电路拓扑结构,具有降低功率器件耐压值,提高等效开关频率,改善输出波形质量等优点。多电平技术成为有源电力滤波器的应用趋势。谐波电流的检测方法和电流跟踪控制方法是有源电力滤波器具有良好补偿性能的关键。本文介绍了采用的两种检测算法：基于滑窗迭代离散傅里叶变换的检测算法和基于瞬时无功理论的d-q检测算法。两种方法各有优缺点,适应于不同的应用场合和补偿要求。本次设计通过仿真分析多种控制方法,确定选择的电流跟踪控制方法是无差拍电流控制和空间矢量PWM调制相结合的控制算法,本文重点介绍了基于周期预测的无差拍控制算法和基于60°坐标系的空间矢量PWM算法的基本原理。主电路及其参数的设计是有源电力滤波器实际产品设计的关键之一,能直接影响有源电力滤波器的实际补偿效果。本文对三电平并联型有源电力滤波器的主电路进行深入研究,主要包括逆变电路、缓冲电路、高频滤波电路、充电电路以及EMI滤波电路的电路设计。主电路主要参数的计算没有通用的方法,本文通过建立三电平有源电力滤波器的主电路数学模型,采用理论分析和仿真验证相结合的方法确定直流母线电压、直流母线储能电容和交流侧输出电感的参数。控制系统是有源电力滤波器的核心,直接影响其补偿性能和功能的实现。本文采用了基于数字信号处理器TMS320F28335的全数字化控制系统的实现方案,并对控制系统的硬件电路和软件系统设计进行了研究。控制系统硬件电路主要包括电源电路、信号检测与调理电路、硬件保护电路、IGBT驱动电路以及RS485通讯电路等电路；控制系统的软件设计包括主程序和中断程序的设计。本文结合选择的检测方算法和控制策略,在MATLAB/Simulink环境下建立了系统仿真模型,仿真有源电力滤波器的启动和运行过程,并通过仿真验证主电路参数对补偿效果的影响,确定相关参数。主电路仿真模型和检测与控制算法仿真模型的结合实现了并联型有源电力滤波器的系统整体仿真,为进一步的系统设计提供分析依据。