本发明公开了一种单相级联H桥多电平变流器的负载平衡范围优化方法，该方法通过变流器输入与输出功率守恒的关系，定量推导出了级联H桥变流器的负载平衡范围，分析了变流器交流侧电流与电压相对于电源电压的相角差对变流器平衡范围的影响。在所推导的平衡范围的基础上，提出了扩大级联H桥多电平变流器负载平衡范围的方法，并为变流器参数的设计提供了参考。本发明基于经典PI电压平衡控制的单相级联H桥多电平变流器的负载平衡范围优化方法，能够定量计算级联H桥多电平变流器直流侧负载的平衡限制范围，在此基础上，能够扩大平衡限制范围，并对系统参数的设计提供参考。