在我国工业和城镇化进程中,电力事业取得了长足的发展,但是由于大量电力电子装置的广泛应用,输配电环节和用电终端的非线性负载大量增加,引起电网电流、电压波形畸变,造成电网的谐波污染,影响了电网的安全稳定运行,因此改善电能质量,提高电网功率因数,已经成为电力行业迫切需要解决的重要课题。并联有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)是一种电能质量综合治理装置,能够对电网谐波、无功、不平衡等电能质量问题综合治理。与传统的无源补偿装置相比,APF具有稳态补偿精度高、动态响应速度快、补偿方式灵活、不易与电网产生谐振等优点,对改善电网电能质量、保证电力系统的稳定可靠发挥重要作用。本研究围绕基于LCL滤波的并联有源电力滤波器的若干关键技术问题进行深入研究和探讨。首先,建立了基于LCL滤波的APF在各坐标系下的连续时间模型。在此基础上,详细地分析了APF三相PWM逆变桥在不同采样和调制方式的延时及其影响。其次,对LCL滤波器的特性进行了分析,阐述了LCL滤波器无源阻尼方法的特征及其相应的改进措施,通过控制框图等效变换法,推导了基于状态变量反馈的LCL滤波器有源阻尼方法,并分析了其变量相互间的关系。在此基础上,针对传统LCL滤波的APF控制方法中电流传感器数量多、系统可靠性相对差的特点,在不额外增加电容电流传感器的条件下,提出了一种源侧电流谐波补偿外环和逆变器侧电流阻尼内环的双环电流控制方法。该方法采用电网电源侧电流控制方式,有效地提高了谐波电流补偿精度,利用逆变器侧电流反馈进行谐振阻尼,减少了电流传感器数量增强了系统的可靠性。并在离散域下对逆变器侧电流和网侧电感电流反馈方式的稳定性进行了分析,得出LCL滤波器稳定性与其谐振频率的约束条件。利用数字PWM变换器固有的延迟效应,提出了一种基于单网侧电感电流反馈的LCL无阻尼控制方法,该方法有效地避免了谐振电流的产生,实现系统稳定和可靠运行。其次,针对APF补偿电流中存在多次谐波分量的特点,在电流控制回路中引入了具有高稳态精度的重复控制方法,并对重复控制器的稳定性判据和控制性能进行了推导和分析。针对补偿电流特征次谐波的特点,对重复内模的延时环节进行了改进,提出了一种具有快速暂态响应的重复控制方法。该方法将重复内模的延时环节减少为传统重复控制方法的1/6,提升了补偿电流的动态响应速度；在控制器补偿校正器设计中,采用零相移陷波器对LCL滤波器存在的谐振峰进行抑制,并给出了补偿校正器的设计过程和方法。再次,针对传统选择性谐波补偿方法运算开销较大的问题,提出了一种基于降阶广义积分器(reduced order generalized integrator, ROGI)的选择性谐波补偿方法。通过复矢量信号模型,推导并改进了ROGI的实现结构,使ROGI的带宽和增益能够独立调节。在静止坐标系下,利用ROGI单元频率和相序的选择解耦特性,分别设置基波和指定次谐波分量ROGI单元,实现对不同频率和相序的谐波进行选择补偿。分析了ROGI电流环控制器参数对谐波补偿性能的影响,并对其参数进行优化设计。最后,针对电网电压不平衡和谐波畸变情况下APF的并网同步锁相问题。对电网电压畸变情况下的三相电压矢量和基于同步旋转坐标系的锁相环(synchronous rotating frame phase-locked loop, SRF-PLL)的锁相机理进行了详细分析。提出了一种频率自适应的滑动平均滤波同步锁相方法。通过采用频率自适应和幅值归一化方法,提高锁相环在电网电压频率变化与幅值波动时的跟踪性能；采用小信号分析法,对锁相环系数进行设计和选取。在此基础上,针对滑动平均滤波器动态响应速度较慢的特征,采用具有相位超前的改进型滑动平均滤波器,提高了锁相环的动态响应速度。