全控型开关器件的诞生,使电力电子技术得到了飞速的发展。但随着非线性电力电子装置的大量使用,给电网注入了大量谐波电流。此外无功电流和三相不平衡电流也让电网电能质量面临严峻的挑战。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)能够有效降低电网谐波含量,对改善电能质量有良好且明显的作用,APF的理论研究引起了国内外学者的广泛关注。三相四线制三电平APF电容中点与电网中线相连,可以额外补偿零序谐波,更符合实际工况的使用需求。本文介绍的三相四线制APF拓扑结构为中点钳位型(Neutral Point Clamp,NPC)三电平变流器。首先构造三相四线制三电平变流器数学模型并分析运行原理,介绍中点电位平衡机理和几种常用的调制策略。本文采用了基于传统瞬时无功功率理论和傅里叶变换理论的指令电流提取方法,能有效提取出三相负载的谐波电流、无功电流、负序电流和零序电流,分析了APF补偿原理。基于同步旋转坐标系对电网电压进行正负序分离,本文采用一种基于遗忘迭代滤波的电网相位校正策略,可以在电网不对称时准确且快速的计算出电网相位角。内环指令电流跟踪采用无差拍控制(Deadbeat Control,DBC),通过分析三相四线制DBC控制原理和控制模型,给出了基于数字芯片计算的DBC控制策略。针对传统DBC对电流的跟踪问题,本文采用一种电流预测校正和电流误差补偿的改进DBC算法,可有效提高补偿精度。最后通过搭建基于LCL滤波器的三相四线制APF实验平台,验证本文提出的控制策略的有效性和可行性。