有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,它通过实时检测电网谐波和无功电流,然后产生与之大小相等、相位相反的补偿电流,达到改善和提高电能质量的目的。和传统的谐波无功补偿装置相比,有源电力滤波器有很大的优势:可以对谐波和无功实现准确、实时的补偿,因此,有源电力滤波器得到了广泛的研究,并开始进入工业应用阶段。单周控制是一种新颖的大信号、非线性控制策略,它的特点是抗干扰能力强且动态响应快。单周控制的本质是在每个周期内控制开关占空比d使输出和参考值相等或成比例。本文探讨了单周控制理论的新发展,主要包括单周控制系统的可行性研究、建模、稳态和动态性能分析以及一些对单周控制的改进措施。分析了当前单周控制的应用情况,包括在DC/DC变换、功率因数校正、有源电力滤波器、不间断电源、功率放大和光伏电源最大功率点跟踪控制中的应用,介绍了单周控制在各种实际应用中的特点,最后探讨了单周控制有待进一步研究的问题。在高压场合中,电路设计要考虑到半导体功率器件的承压能力,而多电平变换器能产生多阶梯、低失真电压波形,具有开关器件承压降低、开关损耗小、效率高、低电磁干扰(EMI)等显著的优势,在国外又被称为“完美无谐波”变换器,可以满足人们对高压、大功率,尤其是高频化的要求。本文提出一种单周控制的三电平三相四桥臂有源电力滤波器。它不需要三相负载电流和三相输入电压,不需要繁琐的无功电流和谐波电流计算。控制器结构简单,仅由几个带复位的积分器、比较器、触发器和一些线性元件组成,具有控制精度高,补偿效果好的特点。滤波器工作于恒开关频率,比较适合于推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波,消除中线电流,改善电流THD值并提高输电线功率因数。