本发明公开了基于模块化多电平换流器集中控制下子模块温度调节与平衡方法，步骤：采集各子模块散热器的温度，桥臂电流，桥臂上各子模块的电容电压以及开关函数；根据采集数据计算各子模块的平均结温，根据平均结温计算各子模块的虚拟电压偏置系数；根据各子模块的虚拟电压偏置系数计算各子模块的虚拟电容电压，根据虚拟电容电压对桥臂内子模块进行升序排序并建立子模块索引列表；通过对参考信号进行调制实时确定所需导通的子模块个数，再根据子模块索引表和桥臂电流方向，实时确定应当导通的子模块，从而达到桥臂内子模块的温度平衡。本发明既不受限于子模块个数，也不会影响变换器并网的电能质量，控制算法简单，易于理解和实施。