作为最具规模化开发的可再生能源,风电与光伏在提供高效、清洁能源的同时,其安全稳定运行问题成为了研究热点,其中,故障电压穿越问题备受关注。本文以国家科技支撑计划项目(2011BAA07B05)“风电、光伏并网检测技术及装置开发”和国家电网公司科技项目“风电并网基础研究平台建设与检测能力提升”为依托,针对应用于故障电压穿越试验的电网高低电压故障一体化模拟装置的设计与验证进行了深入研究,主要研究内容概括如下：(1)对不同原理的电网故障电压模拟方法进行比较分析,在阻抗分压式低电压模拟方法的基础上,提出了电感电容式电网高低电压一体化模拟方案；针对该方案进行关键参数设计,并对方案中可能存在的涌流及谐振问题进行研究；在仿真软件中搭建了故障电压模拟系统详细模型,分别对低电压故障、高电压故障及高低电压连锁故障三种模拟方案进行了仿真验证。(2)开展了电网高低电压故障一体化模拟装置的关键部件设计与系统集成研究。提出了基于电抗器分时复用方式的限流电抗与短路电抗一体化配置方案,并对电抗器冲击电压分布及操作过电压等问题进行研究；研究高低电压一体化模拟装置综合控制系统功能配置,完成了综合控制逻辑与安全链判据设计;针对现场试验需求,制定故障电压模拟装置移动式模块化集成设计方案。(3)利用高低电压一体化模拟装置开展电网故障低电压与故障高电压模拟试验,验证装置性能。试验结果表明,本电网高低电压故障一体化模拟装置具有电压模拟范围宽、模拟精度高的特点,完全满足我国及其他国家并网导则对故障电压穿越试验装置的性能要求。