有源功率滤波器作为在电源系统经常使用的一种谐波抑制装置,有源功率滤波器具有响应速度快、稳定性可靠的特点,抑制谐波的效果也非常优秀。以前的APF系统都是想通过修正失真电流的全部谐波来达到谐波抑制的目的,但由于电源系统中的谐波电流主要为6n±1形式的特定次谐波,例如:5、7、11、13、17、19等。有源功率滤波器在电源系统中能有效的抑制甚至排除高阶谐波,但是在实际的电源系统中,高次谐波所占定的成分较少,电源系统中的特定次谐波主要以低次谐波为主。因此,在电源系统中最具有研究价值的就是如何抑制电源系统中的低次谐波。本次论文研究的主要方向就是基于二极管钳位三电平电路结构的APF控制系统如何补偿特定次谐波,从而达到谐波抑制的目的,从根本上减少电源系统的损耗。第一步:首先探讨并联型APF控制系统的操作与控制原理,并根据并联型APF的工作原理分别在xyz以及dq两个坐标系中建立起并联型APF系统的数学模型。再通过有功无功解耦算法实现对直流侧电压的稳压控制。同时,本次还针对如何解决三电平二极管钳位变换器直流侧的中点电容电压不平衡的问题进行研究,主要落脚于电感式辅助均压电路的研究,最终通过应用电感式辅助均压电路解决了三电平二极管钳位变换器直流侧的中点电容电压不平衡的问题。第二步:根据dq0全谐波检测法,得到检测特定次谐波的检测方法。该检测方法是通过从负载侧失真电流中提取n次谐波作为谐波补偿控制的谐波电流的基准值。并与第n次谐波补偿电流做差,取得两次电流的差值。再由PI控制器调整PI电流,从而获得第n次谐波补偿控制的命令电流。然后,通过dq坐标系中电压电流矢量计算关系,将命令电流转换成为调制信号的命令电压。从第n个SPWM调制过程中获得谐波补偿控制的PWM输出。同样,如果并联型处理其他特定的谐波补偿模块,则可以通过APF控制,实现对多个特定次谐波的修正。第三步:构建一基于三电平二极管钳位电路结构的APF低功率验证系统,并通过Veri Log.HDL硬件语言设计出一套集同步坐标转换、谐波检测及补偿控制、相位锁定环与有源及无功功率耦合控制等相关模块于一体的全数字的控制系统。并通过已搭建的APF低功率验证系统来验证是否可以在实际中实现对特定次谐波的抑制,最终,通过实验,结果证实确实可以通过基于三电平二极管钳位电路结构的APF控制算法,对特定次谐波进行补偿。通过对网侧电流中的第5、7、11、13、17、19、23、25、30、31次特定次谐波进行补偿,验证出可将网侧电流THD值从补偿前的20.3%下降到补偿后的0.9%,网侧电流THD值减少近20%,有效的抑制了谐波,减少电源系统的损耗,提升电源系统的使用效率。