Faits:
A. A.a L._ a travaillé à plein temps en qualité de secrétaire 2 au service de X._ jusqu'au 24 novembre 2003, date à laquelle elle a été victime d'un accident de la circulation routière ayant entraîné un traumatisme crânien avec perte de connaissance. Après que l'intéressée eut présenté une demande de prestations de l'assurance-invalidité (le 2 mai 2006), l'Office cantonal de l'assurance-invalidité de Genève (ci-après: l'OCAI) a octroyé à l'assurée un quart de rente d'invalidité (taux d'incapacité de gain de 40 % se confondant avec l'incapacité de travail) par décision du 24 avril 2007. Celle-ci se fondait sur une expertise pluridisciplinaire du Centre d'expertise médicale (CEMed) du 17 janvier 2006. Selon cette expertise, les diagnostics retenus étaient les suivants:
- status après polytraumatisme ayant entraîné:
un traumatisme crânien cérébral (TCC) avec commotion et contusion hémorragique frontale droite
une fracture du rocher et de l'écaille temporales gauches
une anosmie
une cupulolithiase gauche
une atteinte de l'articulation temporo-mandibulaire (ATM) gauche
- syndrome post-commotionnel et post-contusionnel modéré persistant (malgré la normalité du bilan otoneurovestibulaire détaillé)
- dysthymie.
Ces atteintes justifiaient une incapacité de travail de 40 % dans l'activité exercée jusque-là et dans toute autre activité pour une période de cinq ans à partir de l'accident.
A.b Le 4 septembre 2007, L._ a sollicité la reconsidération de son taux d'invalidité. A l'appui de sa demande, elle a produit un rapport du docteur O._ (spécialiste FMH en médecine interne et médecin traitant de l'assurée), du 1er octobre 2007, dont il ressort que la capacité de travail de l'assurée était désormais limitée à 40 % depuis le mois de septembre 2007. Par projet de décision du 13 novembre 2007, confirmé par décision du 18 décembre 2007, l'OCAI a formellement refusé d'entrer en matière sur le demande de révision de l'assurée.
B. B.a L'assurée a déféré cette décision au Tribunal cantonal des assurances sociales du canton de Genève en concluant à l'octroi d'un trois-quarts de rente dès le 1er septembre 2007. Elle se fondait sur l'avis de son médecin traitant ainsi que sur un rapport d'expertise du docteur G._ (spécialiste FMH en neurochirurgie), du 14 janvier 2008. Ce dernier avait retenu une capacité résiduelle de travail de 50 %, avec un rendement de 80 %.
Se fondant sur un avis de son Service médial régional (SMR) du 17 mars 2008, l'OCAI a conclu à l'absence d'aggravation de l'état de santé de l'assurée et par conséquent au rejet de son recours. Dans sa réplique, l'assurée a réitéré ses conclusions en se référant à un complément d'expertise du docteur G._, du 22 mai 2008. Après avoir soumis ce nouveau rapport au SMR, lequel a confirmé ses constatations précédentes - au demeurant corroborées par les conclusions d'une expertise du CEMed (du 19 mars 2008) mise en oeuvre par l'assureur-accident et portée à la connaissance de l'assurance-invalidité le 18 avril 2008 -, l'OCAI a maintenu sa position.
B.b Au cours de l'instruction, la juridiction cantonale a ordonné la comparution personnelle des parties, laquelle s'est tenue le 6 novembre 2008. A cette occasion, l'assurée a indiqué ce qui suit: «S'agissant de mon état de santé, je précise que celui-ci n'a pas changé depuis la décision de l'OCAI du 24 avril 2007, respectivement l'expertise du 17 janvier 2006.». Quant à son mandataire, il a précisé: «Actuellement et depuis le mois de septembre 2008, ma mandante est en arrêt de travail complet. Elle a toujours souhaité maintenir une activité professionnelle à 60 %, mais au fil des mois, elle a dû constater avec son médecin traitant que cela n'était pas possible. Nous aurions pu demander la reconsidération de la décision de l'OCAI du 24 avril 2007 mais avons privilégié une demande de révision pour se concentrer sur les droits futurs. En réalité, d'un point de vue médical, ma mandante a une recrudescence de migraines liées à de la tension professionnelle. Ma mandante subit un effondrement complet y compris s'agissant de sa vie privée car elle ne pouvait plus assumer sa vie familiale et sociale en dehors de son activité professionnelle lorsqu'elle travaille à 60 %. Ma mandante ne prétend pas à une invalidité complète mais ne peut continuer ainsi sans mettre en péril sa situation par exemple familiale.».
La juridiction cantonale a également entendu le docteur G._ en qualité de témoin. Il a précisé ce qui suit:
«Je confirme mon expertise du 14 janvier 2008. La capacité de travail de 60 % définie précédemment l'avait été de manière empirique. L._ avait espéré que sa capacité de travail s'améliorerait, ce qui n'a pas été le cas. Il s'en est suivi une situation d'épuisement. (...) Je précise avoir effectué un examen clinique de L._ en vue de l'établissement de mon rapport du 14 janvier 2008. A ce moment, je n'ai plus objectivé une péjoration de la situation de santé de L._, sa situation s'étant même légèrement améliorée depuis l'époque de l'accident. (...)».
L'assurée a encore produit un second complément d'expertise du docteur G._, du 30 mai 2008 ainsi qu'un rapport d'expertise psychiatrique de la doctoresse A._ (spécialiste FMH en psychiatrie et psychothérapie), du 16 décembre 2008, laquelle a fait état d'une capacité de travail résiduelle de 40 % en raison d'une aggravation survenue dans le courant de l'année 2007. Pour sa part, l'OCAI a déposé deux rapports du SMR, des 10 février et 9 mars 2009.
Par jugement du 30 avril 2009, le tribunal cantonal a rejeté le recours de l'assurée.
C. L._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement, dont elle demande l'annulation. Sous suite de frais et dépens, elle conclut à l'octroi d'un trois-quarts de rente d'invalidité, fondé sur un taux d'incapacité de travail et de gain de 60 %, dès le 1er septembre 2007. A titre subsidiaire, elle demande le renvoi de la cause à la juridiction cantonale pour nouvelle décision au sens des considérants.
L'OCAI conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer.

Considérant en droit:
1. 1.1 Aux termes de l'art. 87 al. 3 RAI, la demande de révision doit établir de manière plausible que l'invalidité de l'assuré s'est modifiée de façon à influencer ses droits. Ainsi, l'administration doit d'abord déterminer si les allégations de l'intéressé sont crédibles. Si tel n'est pas le cas, l'affaire est liquidée d'entrée de cause, sans investigations, par un refus d'entrer en matière. Par contre, si l'administration entre en matière, elle doit instruire la cause et déterminer si la modification de l'invalidité s'est effectivement produite.
1.2 Dans sa décision du 18 décembre 2007, l'OCAI a indiqué qu'il avait instruit la demande de révision et soumis l'ensemble des pièces médicales produites par l'assurée au SMR. Se fondant sur les constatations du SMR, il a rejeté la nouvelle demande de prestations présentée par l'assurée. Compte tenu de ce qui précède, on doit en conclure que l'OCAI est implicitement entré en matière sur la nouvelle demande de l'assurée. C'est donc à juste titre que la juridiction cantonale n'a pas limité l'objet du litige à la question de savoir si c'était à juste titre que l'administration avait refusé (formellement) d'entrer en matière sur la nouvelle demande déposée par l'assurée. En instance fédérale, le litige porte ainsi sur la révision du droit de la recourante à un quart de rente d'invalidité.
2. Le jugement entrepris expose correctement les règles légales et la jurisprudence relatives à la révision d'une rente (art. 17 al. 1 LPGA). Il suffit d'y renvoyer.
Les premiers juges ont d'entrée de cause relevé qu'ils ne tiendraient pas compte de l'aggravation de la santé psychique de la recourante annoncée pour la première fois lors de l'audience de comparution personnelle des parties du 6 novembre 2008 et faisant l'objet du rapport d'expertise de la doctoresse A._ du 16 décembre 2008. Ils ont considéré qu'il s'agissait là d'un fait survenu postérieurement à la décision litigieuse du 18 décembre 2007, lequel n'était pas étroitement lié à l'objet du litige et donc pas de nature à influencer l'appréciation au moment où la décision attaquée avait été rendue.
3. Dans un premier grief tiré de la violation du droit d'être entendu, la recourante reproche à la juridiction cantonale d'avoir rendu son jugement sans même avoir examiné les conclusions de l'expertise de la doctoresse A._, considérant que l'aggravation de l'incapacité de travail attestée par ce médecin était un fait survenu postérieurement à la décision litigieuse.
3.1 La jurisprudence a notamment déduit du droit d'être entendu, garanti à l'art. 29 al. 2 Cst., celui de fournir des preuves quant aux faits de nature à influer sur le sort de la décision (<ref-ruling> consid. 3.1 p. 370 s. et les références).
3.2 De jurisprudence constante, le juge apprécie en règle générale la légalité des décisions entreprises d'après l'état de fait existant au moment où la décision litigieuse a été rendue (<ref-ruling> consid. 2.1 p. 243; <ref-ruling> consid. 1b p. 366). Les faits survenus postérieurement, et qui ont modifié cette situation, doivent en principe faire l'objet d'une nouvelle décision administrative (ATF <ref-ruling> consid. 1b p. 366). Même s'il a été rendu postérieurement à la date déterminante, un rapport médical doit cependant être pris en considération, dans la mesure où il a trait à la situation antérieure à cette date (cf. <ref-ruling> consid. 4 p. 102 et les arrêts cités).
3.3 Le rapport d'expertise de la doctoresse A._ du 16 décembre 2008 a certes été rendu postérieurement à la décision litigieuse du 18 décembre 2007 mais il fait état d'une aggravation de l'état de santé de la recourante survenu dans le courant de l'année 2007. Il ne s'agit dès lors pas d'un fait nouveau mais d'un moyen de preuve destiné à prouver un fait survenu antérieurement à la décision litigieuse. Aussi, en écartant d'emblée ce moyen de preuve sans même l'examiner, les premiers juges ont violé le droit d'être entendu de la recourante.
L'argumentation des premiers juges en ce qui concerne le refus d'entrer en matière sur le rapport d'expertise de la doctoresse A._ est d'autant plus erronée qu'ils ont fondé leur appréciation au fond essentiellement sur le rapport d'expertise du CEMed du 19 mars 2008, lequel est également postérieur à la décision litigieuse. Le grief de la violation du droit d'être entendu soulevé par la recourante est donc bien fondé.
3.4 Cette violation, qui ne peut être réparée en instance fédérale compte tenu du pouvoir d'examen restreint du Tribunal fédéral dans un litige qui a trait à l'octroi de prestations de l'assurance-invalidité (cf. art. 95 à 97 et 105 LTF), entraîne l'annulation du jugement entrepris, sans qu'il y ait lieu d'examiner les griefs de la recourante sur le fond, et le renvoi de la cause à la juridiction cantonale (cf. <ref-ruling> consid. 5.1 p. 390). Celle-ci examinera le rapport d'expertise de la doctoresse A._, puis statuera à nouveau.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est admis et le jugement du Tribunal cantonal des assurances sociales de la République et canton de Genève du 30 avril 2009 est annulé, la cause étant renvoyée à l'autorité judiciaire de première instance pour qu'elle statue à nouveau en procédant conformément aux considérants.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de l'intimé.
3. L'intimé versera à la recourante la somme de 2'800 fr. à titre de dépens (y compris la taxe sur la valeur ajoutée) pour l'instance fédérale.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal cantonal des assurances sociales de la République et canton de Genève et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 1er mars 2010
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
Meyer Fretz