近年来,直流电网正逐渐向多端化、网络化、电力电子化发展,呈现出动态行为复杂、暂态响应快的特征,迫切需要灵活、精确、快速的仿真测试技术。其中,功率硬件在环仿真既能够模拟较大规模、可灵活修改的电网环境,也能够准确复现电力电子设备高速动态过程,正逐步成为直流电网基础理论研究与关键电力电子装置开发测试的有效手段。在功率硬件在环仿真中,仿真模型的离散化、接口硬件的非理想因素均会给系统引入额外的延时,影响功率硬件在环的仿真精度,严重时甚至会引发稳定性问题,因此,设计合适的接口算法对非理想因素进行补偿,是功率硬件在环仿真的关键技术。为对直流电网功率硬件在环仿真接口的非理想因素进行较好地补偿,本文首先分析常用接口算法对功率硬件在环系统的稳定性、精确性及噪声抑制效果的影响机理,并对比建立两种常用接口算法之间的数学联系。同时,以模块化多电平换流器（Modular multilevel converter,MMC）为例,分析直流电网典型设备的阻抗特征。在此基础上,结合常用接口算法,提出基于分频设计思想的改进型接口算法,只需获取物理设备部分阻抗特征即可设计补偿阻抗形式,并给出其参数选取的约束范围,适用于不同的直流电网物理设备测试。当物理设备发生变化时,所设计的接口算法可能不再有效,为此,提出了接口算法在线参数优化方法。通过实时获取物理设备高频段阻抗值并及时更新补偿阻抗参数,使功率硬件在环仿真系统在物理系统阻抗变化时仍能稳定运行或快速回到稳定状态,适用于物理设备发生投切的工况。最后,搭建基于背靠背MMC的直流电网功率硬件在环平台,并基于此平台对所提理论进行了充分验证。