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随着化石能源的消耗殆尽以及日益严重的环境污染问题,可再生能源接入电网已成为世界各国的诉求。然而,电网侧接入的可再生能源以及用户侧应用的非线性装置严重降低了电能质量。有源电力滤波器作为一种高效的谐波治理装置备受青睐。首先,本文在简要阐述谐波及无功基本概念、二者关系以及防范措施的基础上,立足于有源电力滤波器(shunt active power filter,APF),从理论与工业应用两个角度进行了国内外研究现状及发展趋势的概述。其次,本文立足于并网同步过程,从锁相环与锁频环两个角度讨论了电网同步化方法:其一,对比研究了2倍频锁相环(Double Fundamental Frequency-PLL,DFF-PLL)与基于正弦幅值积分器锁相环(Sinusoidal Amplitude Integrator-PLL,SAI-PLL)方法,提出一种基于SAI的2倍频锁相环方法,通过仿真及实验,验证了该方法在不平衡及畸变电网下良好的适用性;其二,基于SOGI-FLL,进一步地将自调谐式滤波器与二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)相级联,提出一种基于双自调谐SOGI锁频环同步方法,降低了同步过程受谐波污染的影响,同时引入一阶高通滤波器与求差节点,有效抑制了直流分量的影响。再次,本文又立足于谐波电流信号的生成环节,分别深入研究了传统i_p-i_q检测法与MSOGI定次谐波检测法:鉴于i_p-i_q法中因数字低通滤波器的参数设计而导致的检测延时,对其准确及实时性造成了不良影响,而且当APF容量与所需补偿容量不匹配时,又降低了其使用的灵活性;而MSOGI指定次谐波检测法仅需将不同频次谐波检测模块进行并联并结合正负序分离模块,即可对指定次谐波实现准确地提取,但当谐波次数较多时,系统结构将变得复杂。本文通过对SOGI进行降阶处理,提出一种基于降阶谐振(Reduced-Order Resonant,ROR)调节器的谐波电流检测方法。基于ROR结构的频率选择特性,无需正负序分离模块就可以对定次谐波进行提取与分离。最后,本文采取了PI+PR的控制策略,对基波及指定谐波电流分量进行统一跟踪控制。根据理论及仿真的分析研究,基于APF的实验调试,验证了本课题的可行性与有效性。