本发明提供一种模块化多电平矩阵变换器电容电压控制方法及系统，属于电力系统继电保护领域，方法包括：在线路发生不对称故障时，将故障线路的负序电流抑制为零，并获取低频侧及工频侧的三相电压电流，进而计算每个桥臂的桥臂功率，提取桥臂功率中的直流分量；根据直流分量确定桥臂功率不平衡分量，进而确定环流补偿分量；将环流补偿分量转换为环流参考值，对模块化多电平矩阵变换器进行环流外环控制，对工频侧及低频侧进行外环控制，并根据桥臂电压整体参考值控制模块化多电平矩阵变换器的桥臂电压，实现了在不对称故障状态下控制模块化多电平矩阵变换器的电容电压，保障模块化多电平矩阵变换器安全稳定运行。