本发明公开了一种虚拟同步发电机故障穿越下的电压源模式控制方法及系统，包括：当系统检测到故障穿越时，根据不同故障穿越类型、VSG输出额定电压、并网点测量相电压幅值、线路阻抗、额定电流、过流倍数参数，在进入故障穿越暂态时计算暂态等效内电势并延时一段时间；在故障穿越稳态过程计算稳态等效内电势，在穿出故障穿越暂态过程计算暂态等效内电势并延时一段时间；在穿出故障穿越暂态过程中进行虚拟阻抗切换。本发明可实现电网故障下VSG以电压源方式进行故障穿越，为电网提供无功电压、有功频率支撑；同时，通过对暂态过程中等效内电势实时计算赋值和对虚拟阻抗的切换控制，有效抑制故障穿越下暂态过电流。