直流系统具有转换效率高、供电容量大、电能质量高等优势,已成为未来电力领域重要的发展方向,直流型分布式电源及负载的接入比例也在逐年增高。然而,直流系统中存在大量恒功率负载,其负阻抗特性是造成电压振荡、系统失稳的重要原因。目前,对恒功率负载造成电压振荡及稳定性问题的研究主要针对单极性直流系统;双极性系统由于存在不平衡工作状态以及极间耦合,其稳定性问题与单极性系统存在较大差异,需进行更深入的研究。因此,本文针对含恒功率负载的双极性直流系统,开展了如下研究工作:论文分析了直流变换器的阻抗特性,推导了级联变换器系统的传递函数及其等效环路增益表达式;在此基础上,分别针对直流系统的小信号和大信号分析,归纳了直流系统稳定性问题的分析手段:针对小信号分析,研究了不同阻抗匹配稳定性判据的特性和适用场景;针对大信号稳定问题,对比了基于状态空间理论的直流系统Lyapunov稳定性分析的直接和间接法。论文研究了基于半桥型电压平衡器的双极性直流系统的电压稳定性问题,将有源阻尼方法运用到了半桥型电压平衡器的控制当中,有效地抑制了恒功率负载引起的电压振荡。首先,拓展了Middlebrook稳定性判据在双极性直流系统中的表达式。然后,推导了半桥型电压平衡器的小信号模型,并代入恒功率负载模型进行稳定性分析;根据电压平衡器的结构,在其闭环控制中分别运用了基于电感电流和基于电容电流的两种阻尼控制方法,对恒功率负载造成的电压振荡进行阻尼。此外,还采用Lyapunov间接法,分析了双极性系统中不平衡负载对稳定性的影响。最后,通过仿真和实验验证了理论分析结果的有效性。论文研究了双极性直流系统正负极之间的耦合问题,引入对称分量法分析基于双输入变换器的双极性直流系统,将系统的正负极分量变换为共模和差模分量,为有源阻尼在共模和差模网络中的独立设计奠定基础,实现双极性系统稳定性分析及设计过程的简化。首先,依据对称分量法在双极性直流系统中的变换矩阵,推导了双极性直流系统对称分量电路模型。然后,针对恒功率负载导致的稳定性问题,将有源阻尼与系统的对称分量控制结合,提升系统的电压稳定性,并进行相应的仿真和实验验证了对称分量控制的有效性。