Für Dänemark nahm Poulsen im Juniorenbereich an der U18-Junioren-B-Weltmeisterschaft 2006 sowie der U20-Junioren-B-Weltmeisterschaft 2007 und der U20-Junioren-A-Weltmeisterschaft 2008 teil. Im Seniorenbereich stand er bei den Weltmeisterschaften 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016 im Aufgebot seines Landes.