随着中国经济飞速发展,高新技术为主导的知识经济时代已经到来,对供电质量敏感的信息用户在经济发展中占据重要地位。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)作为一种常用谐波抑制装置,能同时实现谐波抑制、无功补偿及解决三相电流不平衡问题,且响应速度快,跟踪性能佳。工业的不断发展对APF补偿容量提出更高要求,模块化APF以其高度模块化、扩容灵活等优点成为一种重要的解决方案。为满足对谐波补偿装置的扩容需求,本文对模块化APF的拓扑结构及其稳定性、环流抑制等方面展开研究。本文首先推导了有源电力滤波器数学模型,详细对比了APF多模块系统的常用并联冗余控制策略和限流保护策略。为满足电网对高压、大容量、高可靠性的补偿需求,本文提出一种耦合点隔离型模块化APF拓扑,所提拓扑既适用于不同配电网电压等级又能根据容量需求进行灵活调整。基于所提拓扑详细阐述了其工作原理,对比分析了载波移相技术和最近电平逼近算法实现所提拓扑调制的优劣性。分别对传统模块化APF系统和耦合点隔离型模块化APF系统进行稳定性分析,分析结果表明,所提APF拓扑多机并联系统稳定性不再受电网是否为理想电网及并联台数的影响,简化了控制器设计。在理想情况下,有源电力滤波器多机并联时,所有APF单元输出电流大小、相位均同步,此时补偿装置不存在环流问题。但实际情况下,各并联APF电路参数、投切时间不一致等原因会导致环流的产生。本文依据模块化APF多机并联系统的数学模型,分析系统环流产生机理及不同开关状态下的环流路径,研究系统参数对环流的具体影响。探讨了常用载波移相方法对环流和系统性能的影响,引入差分控制思想以实现对并联系统的环流抑制。仿真和实验结果验证了上述分析的可行性及正确性。