本发明公开了基于同步相量数据的微型同步发电机组控制一体机、系统，包括：微处理器单元、功率放大单元、有线网络通信单元、无线网络通信单元和继电器单元；第一微处理器和第二微处理器通过第一有线网络通信单元接收本地侧同步相量数据并执行增量式数字PID，计算结果依次连接功率放大器、可控开关电源和微型同步发电机组，最终实现微型同步发电机组励磁自动调节和频率自动调节；第三微处理器接收本地侧和对方侧同步相量数据，控制继电器电路、液晶显示电路、按键控制电路和无线通信单元。本发明的有益效果是：集微型同步发电机组的自动励磁调节功能、自动频率调节功能、准同期并网功能于一体，提升了系统全局监测和协同控制的能力。