根据质子交换膜燃料电池（PEMFC）发电系统运行特性，建立PEMFC并网控制系统模型，设计基于d轴虚拟电网磁链定向的矢量控制策略（VFOC）和改进的虚拟电网磁链观测器，并通过采用IEEE Std1547-2003标准，对并网电压、电流的总谐波畸变率（THD）进行仿真测试。结果表明，该PEMFC并网控制系统能够实现单位功率因数运行，而且通过FFT分析证明该并网系统也能够较好地降低电压和电流总谐波含量，验证了所设计并网系统的正确性和有效性。