在三相四线制中低压配电网中,大量电力电子设备的接入,造成了严重的无功和谐波污染。针对谐波和无功问题,本文从谐波检测方法、谐波补偿策略和变流器控制策略等几个方面对三相四线制有源滤波器(APF)进行了深入的分析和研究,主要研究内容如下:在三相四线制系统中,三相负载的不平衡导致了各次谐波中均存在正序、负序和零序分量,传统的检测方法无法准确检测出各次谐波电流的含量。本文以基于瞬时无功的谐波检测方法为基础,采用了一种能同时检测各次谐波正序、负序和零序分量的任意次谐波电流检测方法;并针对高次谐波检测误差大的问题,通过在检测环节中添加幅值和相位校正功能,提高了高次谐波的检测精度。谐波检测过程中,相位的准确性直接影响检测效果,针对传统锁相环在网压畸变时无法准确锁相的问题,深入分析了锁相环的工作机理,比较了不同的锁相环方案,采用了抗干扰能力较强的基于二阶广义积分器的软件锁相环。三相四线制APF可以实现无功、三相不平衡、谐波等补偿功能,但由于容量的限制,可能只对其中部分成分进行补偿,因此如何在APF补偿容量一定的前提下,灵活地对补偿目标进行设置和控制是一项重要的研究内容。现有全补偿模式只能对除基波有功电流以外的所有电流成分进行补偿,本文引入了指定成分补偿的模式,并给出了在这种模式下三相四线制APF的谐波检测方法和控制策略。为克服两电平拓扑输出电压THD高、器件损耗大等缺点,本文选择T型中点钳位型结构(TNPC)作为主电路拓扑,并针对三电平拓扑固有的中点不平衡问题,给出了在SPWM调制策略下通过注入直流电流分量进行调节的控制方法。APF控制策略采用电压外环和电流内环的基本控制方式,由于指令电流中同时包含多个频率的谐波电流,为了使电流内环实现对指令电流的无静差跟随,深入分析了比例谐振(PR)控制器的基本原理,设计了单个比例控制器和多个谐振控制器并联的电流内环控制方式,并对其进行了离散化设计。综合利用上述研究成果,研制了一台三相四线制APF样机,并且详细介绍了参数计算,主电路器件选择,控制系统设计等方法。基于双核DSP芯片开发了系统的控制软件,充分利用片上硬件资源设计了多处理器并行计算的软件架构。通过APF样机实验,验证了本文所提出的谐波检测方法和控制策略的有效性。