作为一种新型的谐波抑制装置,APF能够快速、灵活的消除电网谐波带来的危害,受到了国内外广泛的关注和应用。当前各国学者将APF的研究重点主要放在谐波检测算法和相关控制策略上。就检测算法而言,由于电力电子技术的革新和智能电网的快速发展,各类非线性器件及负载广泛分布在电力系统的发电、输配电、用电环节,导致当前电网中的谐波主要以含噪非平稳谐波为主,传统的谐波检测算法已不能适应当前的检测需求。就控制策略而言,在保证APF能够准确快速地跟踪指令信号的同时还应具有较强的鲁棒性。本文首先综述了APF在国内的发展现状和研究热点,对APF中的谐波检测技术和控制策略进行了详细的阐述,并确定了课题的研究方向。其次以单相低压VSI-LCL型APF为研究对象,分别针对APF中的谐波检测技术和控制策略展开研究,将非平稳谐波检测技术和重复-H_∞复合控制策略结合起来构成整个APF控制系统,从而实现快速、准确的输出补偿电流,降低电网谐波含量。在谐波检测环节中,本文针对完备总体经验模态分解(CEEMD)改善模态混叠现象不理想和产生虚假分量的问题,利用排列熵(PE)对信号微变敏感的特性,提出了一种基于PE算法的PE-CEEMD分解方法。考虑到分解中噪声残留问题,采用了一种新型阈值函数下的小波阈值去噪(WTD)方法,对分解后得到的固有模态函数(IMFS)进行去噪处理,再对处理过的包含谐波分量信息的IMFS进行特征提取。在控制环节中,本文提出了一种重复-H_∞复合控制策略,将重复控制中的时滞环节看作系统的外部扰动,构造出基于重复控制器与APF数学模型的广义状态空间表达式,把重复控制中补偿环器的求解过程转化为时滞系统的标准H_∞问题,利用线性矩阵不等式(LMI)法设计了H_∞的最优控制器,避免了传统重复控制稳定补偿器求解困难的问题。为了验证本文所提谐波检测算法和控制策略的有效性和可行性,利用Matlab/Simulink软件,分别设计了PE-CEEMD下的新型WTD谐波检测程序,搭建了基于重复-H_∞控制下的APF仿真平台,并进行了多种工况下的仿真实验。仿真实验结果表明,本文所提谐波检测算法有效改善了传统算法中的模态混叠和虚假分量现象,而复合控制策略则避免了传统重复控制稳定补偿器求解困难的问题,相对于传统的重复控制策略,可以有效提高APF的动静态品质与鲁棒性。