随着电力电子技术的广泛应用,谐波已逐渐成为影响电网电能质量的主要原因。有源电力滤波器(APF,Active Power Filter)是补偿电网谐波的重要手段之一。相比于两电平有源滤波器,三电平APF具有电流纹波小、谐波畸变率低、硬件结构紧凑、无源器件体积小、价格低等优势,易于模块化设计和实现功率扩展,大大减小了设备体积。本文针对三相四线制系统中的并联型三电平有源电力滤波器,从系统建模、主电路及无源器件设计、谐波提取算法、电流跟踪控制、直流母线电压与中点电位平衡控制等方面进行了研究,对比例谐振与比例积分加重复控制两种电流控制方法进行了详细对比分析,并通过Matlab/Simulink仿真平台进行验证。本文搭建了一台单相额定补偿电流50A的三相三电平有源滤波器样机,详细阐述了包括供电电源、采样电路、硬件保护电路和控制电路的硬件电路设计方法,和以TMS320F28335型DSP为核心、CPLD为辅助的软件系统设计方法。通过实验平台对相关控制策略的可行性和系统软硬件设计有效性进行验证,对三相静止坐标系下基于比例谐振和带比例积分的重复控制两种电流跟踪控制方法进行比较,分析了二者优缺点。实验证明,本文设计的样机可以有效补偿三相四线制系统中的电流谐波,电网电流谐波畸变率从20%以上降至5%以下。