本发明公开了一种能量路由器子模块故障分层容错控制方法，包括：针对不同子模块故障类型，采用相对应的子模块容错控制方法，针对相应子模块故障进行容错控制，以实现发生子模块故障时非故障子模块维持能量路由器正常运行，所述能量路由器子模块故障分层容错控制包括子模块全局电容电压平均控制，相间子模块容错控制，上、下桥臂子模块容错控制以及桥臂内子模块容错控制。本发明能够在能量路由器子模块发生各类型故障，交流电网不对称故障和直流极对极短路故障下均能保持能量路由器子模块电容电压的均衡，并有效地消除交流测谐波电流和桥臂内部的正序、负序及零序交流环节。