可再生能源装机规模不断扩大，高比例、大规模新能源发电并网引发电力系统更为频繁的电压暂降问题，在此设计了一款用于保护敏感设备安全稳定运行的高密度分布式暂态电压治理两级式变换器。首先，对比传统单级式结构介绍了此处设计的两级式变换器架构的优势，介绍了装置拓扑方案和相关参数设计方法；其次，研究了电压暂降检测下的锁相环和装置工作模式平滑切换技术，即并网转离网和离网转并网控制；Matlab/Simulink仿真和样机实验验证了两级式变换器及其控制策略的可行性，样机性能满足设计要求。