随着社会的发展和进步,电能在日常生活和工业生产中发挥着重要的作用,大量的非线性负载投入到电网中,造成谐波污染。有源电力滤波器(APF)由于具有对谐波治理效果好等优势,得到了广泛的应用。然而有源电力滤波器接入电网后由于与负载阻抗不匹配,不仅造成系统稳定性差,还会影响谐波补偿效果。因此研究系统的阻抗特性以及谐波补偿失效机理,在提高有源电力滤波器的补偿性能的同时,保证电网稳定,具有重要的理论及工程应用价值。本文围绕有源谐波补偿系统阻抗建模、控制环节无源性分析与设计和补偿适应性提升方面展开研究,主要工作如下:首先对有源谐波补偿系统中的电网,补偿装置,负载分别进行介绍。接下来基于系统的阻抗特性和有源谐波补偿控制环节,提出一种等效阻抗模型,并对有源电力滤波器等效输出导纳表达式进行推导,为后面的稳定性分析及控制器设计提供基础。然后基于有源谐波补偿系统的等效阻抗模型,对电流控制器和直流侧电压控制器进行设计,实现对基波进行准确跟踪的同时,保证直流侧电压稳定。通过对电流控制系统的稳定性进行分析,电流控制输出导纳的无源性较弱。接下来提出一种无源性增强设计方法,在前馈控制器中加入双滤波器,使得有源电力滤波器等效输出导纳在奈奎斯特频率下全频段无源,增强电流控制系统的稳定性。仿真和实验部分对并联型有源电力滤波器补偿电阻型非线性负载进行了功能性验证。最后在不同负载情况下建立相应的等效谐波补偿模型,分析谐波补偿特性。电压源型非线性负载由于负载侧等效阻抗较小,负载交流测谐波电流放大比较明显,电能质量改善效果不佳。相反,电流源型非线性负载由于等效阻抗较大,放大程度较弱,补偿效果较好。接下来提出两种补偿方法,分别从控制方面和系统拓扑对负载交流侧谐波电流放大效应进行抑制,提高有源电力滤波器的补偿性能。仿真和实验结果证明,并联型有源电力滤波器采用上述方法后可对电压源型非线性负载进行较好的补偿,相关谐波放大指标与理论分析基本一致,对于电流源型非线性负载、谐振型非线性负载也可达到较好的补偿效果。