伴随着科技的发展,越来越多的非线性负载投入使用,造成了电网日益严重的谐波污染问题。并联型有源电力滤波器（Shunt Active Power Filter,SAPF）是一种常用的谐波治理解决方案,其可以等效为一个精确受控的谐波电流源,理论上可以完全补偿负载谐波电流,维持电网电流正弦,目前已在电力系统谐波治理中得以广泛运用,如何进一步提升SAPF补偿性能也成为研究热点。针对当前SAPF在谐波检测、电流控制以及直流电压控制方面存在的不足,本文展开深入研究。传统滑窗离散傅里叶变换（Sliding Discrete Fourier Transform,SDFT）可以直接提取任意单次谐波,但是电网负载电流包含的谐波分量很多,利用传统SDFT检测负载谐波电流,计算复杂度高。此外,传统SDFT检测延时较长,为一个基波周期。为了解决上述问题,提出了基于序列提取型SDFT的谐波检测方法和基于分数阶梳状滤波器的谐波检测方法。一般而言,负载电流谐波主要以特征序列方式呈现。通过对传统SDFT分析发现,SDFT的检测延时由梳状滤波环节与梳状对消环节共同决定,SDFT所提取的谐波次数由梳状对消环节零增益点决定。序列提取型SDFT通过对传统SDFT加以改进,重新设计梳状滤波环节与梳状对消环节,实现了谐波序列的提取,具有较小的谐波检测延时与计算复杂度。基于分数阶梳状滤波器的谐波检测方法对基于序列提取型SDFT的谐波检测方法进一步优化,去除分母,直接对负载电流进行滤波分解,获得所需谐波序列,避免了序列提取型SDFT零增益点对消,具有较好稳定性,有利于数字实现。仿真与实验结果证实了所提方法应用于SAPF负载电流检测的有效性。传统重复信号发生器在所有整数次频率处有无限的增益,影响动态性能,这直接表现在传统重复控制器的收敛周期为较长的一个基波周期。为了改善上述缺点,本文提出了仅补偿特定序列的级联型矢量重复控制器,相比于传统重复控制器,动态性能得到提升。此外,针对级联环节引入位于单位圆上的极点问题,以及重复控制延时环节的设计问题,本文给出了级联型矢量重复控制器通用设计方法,使控制器具有较好稳定性,便于工程实现。本文还对近年来文献中所提并联型结构的重复控制器进行性能分析,论证本文所提级联结构的优势。仿真与实验结果证实了所提级联型矢量重复控制器的有效性。SAPF在补偿不平衡负载电流时,会在直流侧电容电压上耦合一个幅值较大的2次谐波电压,此2次谐波电压会经过电压控制环成为电流控制环的d轴参考指令。这使得电流控制环参考指令除了负载谐波电流、直流有功补偿电流外,还存在额外的d轴2次谐波,导致SAPF输出额外3次谐波电流以及基波负序电流,令电网电流畸变且不平衡。为了解决上述问题,本文将滑动平均滤波器（Moving Average Filter,MAF）及其补偿器置于传统的直流电压比例积分（PI）控制环,可以完全消除直流电压中的2次谐波的影响,使SAPF可以准确地补偿非线性不平衡负载。此外,所提方法具有很好的动态性能和稳态性能。仿真结果证实了所提方法的有效性。