目前，电力电子装置在生产和生活中被广泛应用，这些设备的电能变换作用使得电力系统的谐波问题日益严重，电能质量日益恶化，将给电网造成严重的影响。因此谐波抑制和无功补偿越来越受到重视，随着电力电子器件的快速发展和电流控制理论的成熟应用，使得有源电力滤波器已经得到了广泛的应用和研究，并且谐波及无功的动态补偿性能逐渐提高。本文主要系统地研究四桥臂三相四线制有源电力滤波器的主电路的结构设计、谐波电流检测和电流跟踪控制策略。
首先在谐波检测方面，根据三相四线制系统带不对称负载，不平衡负载电流中含有谐波电流，零序电流，无功电流等成分。根据APF补偿目的，详细分析了基于瞬时无功功率理论的ip-iq-i0法，此方法不仅能对对称的负载谐波电流检测，而且能对不对称负载谐波电流检测。在谐波检测算法中，为避免电网电压畸变扰动造成的不良影响，本文设计了三相锁相环技术；为提高检测精度和动态响应，对检测环节中低通滤波器进行了设计。
其次，本文对三相四线制并联型有源电力滤波器的主电路拓扑分析其工作原理并建立数学模型，分别建立静止三相abc坐标系，静止三相αβ0坐标系和旋转dq0坐标系下的数学模型。为了精确补偿谐波及无功，控制策略最为关键，控制策略包括直流侧电压的稳定控制方法和电流跟踪指令的控制方法。根据系统能量流动关系，直流侧电压控制采用PI调节器并设计控制器参数；根据谐波电流的周期性，补偿电流跟踪方法采用重复控制器在有源电力滤波器中两种不同的控制策略，并且给出仿真分析和实验结果。
三相四桥臂有源电力滤波器采用3D-SVPWM对逆变器进行调制，由于3D-SVPWM算法的复杂性，采用DSP+FPGA结合控制器进行软件和硬件设计的架构，利用了FPGA并行处理的快速性。DSP和FPGA各自的处理器优势结合对所完成功能进行协调分配工作，达到较好的控制效果。
在以上研究的基础上对系统的软硬件进行设计，研制了一台33KW的三相四线制并联型APF实验样机。仿真和实验结果表明，系统能够有效补偿谐波及无功电流。
