本文分析了载波移相调制策略（carrier phase-shifted PWM，CPS-PWM）下广泛应用于模块化多电平变换器（modular multilevel converter，MMC）的平均电容电压控制模型，并总结出优缺点，提出了改进方案。改进方案采用原模型中的外环桥臂电压均衡控制，在内环环流控制中加入了环流的直流分量提取环节以及基于准比例谐振的二倍频谐波分量消除环节。针对改进部分，综合考虑稳定裕度和稳态精度后，在离散域中给出了参数设计方法。最后，在搭建的三相MMC样机上，分别对改进前后的控制方案进行实验。实验结果表明，改进后的方案具有良好的子模块电容电压均衡效果及环流谐波抑制能力，验证了方案的有效性以及参数设计的合理性。