随着电力电子技术的发展,越来越多的电力电子等非线性负载被应用于工业和民用场合。随之而来也出现了新的问题,非线性负载导致电流畸变,向电网中注入大量的谐波电流,影响电能质量。因此,电能质量问题也随之受到越来越广泛的关注,而有源电力滤波器因具有较强的补偿谐波电流的能力,被认为是改善电能质量的主要解决方案。而与两电平拓扑相比,三电平拓扑具有每个功率器件承受的电压为直流侧一半、输出电流的谐波含量低、功率器件开关损耗低等优点,将其应用于有源电力滤波器中将获得更好的谐波特性,可提高谐波电流的补偿效果。本文首先介绍了NPC三电平变流器常用的调制方法。在中点电位偏移时,介绍了一种ASPDPWM方法,消除变流器输出电流中的低频偶次谐波。为了避免在中点电位偏移时出现过调制,提出了一种扩大直流母线电压利用率的调制方法。针对中点电位偏移的问题,采用注入共模电压的方法平衡中点电位,共模电压由上下电容值,上下电容电压及变流器输出电流定量计算得到。并在不同换流模式下分析了死区时间对变流器输出电压的影响。其次,介绍了NPC三电平APF的数学模型,并进一步得到在αβ坐标系下的离散时间数学模型。在此基础上,介绍了一种电流无差拍控制方法,并采用两步预测的方法减小控制延时的影响。为了获得电网相位角信息,介绍了一种基于遗忘积分滤波算法的正序电压分量的锁相方法。然后,对传统DBC方法进行了误差分析,在此基础上提出了一种改进DBC方法来抑制电流采样误差对电流控制精度的影响。进一步地,利用DBC模型在z域的传递函数,分析了传统DBC方法和改进DBC方法的稳定性及动态性能。在滤波电感存在偏差时,比较了传统DBC方法和改进DBC方法的鲁棒性。并通过实验验证了改进DBC方法的有效性。最后,介绍了两种谐波电流检测补偿方式,即负载电流开环检测补偿方式和网侧电流闭环检测补偿方式。在负载电流开环检测补偿方式中,由于开环自身的缺陷导致在谐波电流快速变化区域谐波电流电流的补偿能力受到制约,出现上凸下凹的现象。从而提出了一种电流跟踪误差补偿方法,可以从一定程度上提高谐波电流的补偿能力。最后,在NPC三电平APF的实验平台上验证了两种谐波电流检测补偿方式的谐波电流补偿效果。改进DBC方法较之于传统DBC方法,电流的控制效果更佳,电流采样误差得到有效抑制。闭环检测补偿较之于开环检测补偿,前者的谐波电流治理效果更佳。