目前，风能发电、光伏发电、分布式发电等新能源发电得到广泛应用，其并网性能直接影响电网的电压质量和稳定运行，因此有必要设计电网电压模拟装置，实现输出端口可以模拟电网电压特性，用于测试新能源发电并网性能。其主要功能应具有模拟电网电压各种运行状态，如电网短路故障电压、电压暂降暂升、电压波动和闪变等。　　针对配电网的分布式发电并网和大功率新能源发电并网要求，本文分别设计了单相电网电压模拟系统和三相电网电压模拟系统。　　单相电网电压模拟系统的设计基于单相电压型逆变器，研究内容包括建立逆变器数学模型，分析LC低通滤波器设计方法，设计负载电压外环、电感电流内环瞬时值反馈PI-P和QPR-P双环控制系统。重点对控制系统的频域特性进行了详细分析，采用极点配置方法确定PI控制器参数，通过分析QRP控制器特性，确定其参数选取。在传统双环控制系统基础上，添加补偿指令电压控制和负载电流回馈控制，提高了控制系统稳定性。　　三相电网电压模拟系统基于三相电压型逆变器进行设计，分别在abc静止坐标系和dq0同步坐标系下建立数学模型，三相电压平衡系统在dq0同步坐标系下采用PI-PI双环控制。三相不平衡电压采用线电压等效方法分析，用特定正序、负序电压叠加等效三相不对称电压，并在αβ静止坐标系下设计QPR-P准比例谐振双环控制系统。　　在上述控制理论基础上设计了功能完整的单相、三相电网电压模拟系统物理实验平台，完成模拟电网稳压源性能实验、三相电压不对称短路故障实验等，对比理想指令波形与实验波形，分析实验数据，验证电网电压模拟系统输出电压可控的高动态性能和高稳定性能。