本发明公开了一种电网电压谐波畸变及不平衡时基波电压同步信号检测方法。通过采用新型谐振式PLL，可快速补偿各类电网故障引起的相位跟踪误差，有效抑制电网电压中负序及谐波分量引起的频率波动、相位抖动，实现畸变电网中基波电压同步信号的准确检测。本发明方法不仅可以满足理想电网条件下电压频率、幅值和相位的检测要求，尤其适合电网电压跌落、不平衡或谐波污染等严重瞬态、稳态电网故障下基波电压同步信号的捕获，并能实现电压中基波正序、负序与谐波分量的快速提取。本发明具有检测精度高、实时性好的特点，可为各种风力发电机组、太阳能光伏并网装置、可逆调速传动系统及动态无功补偿器等并网电力设备的运行控制提供准确的控制基准。