相较于传统的集中式电源系统,分布式电源系统被广泛地应用于新能源领域。在分布式电源系统的众多结构中,级联结构是其中最常见的一种连接方式。但由于级联系统中子模块之间的独立性较强,级联后会产生相互影响,从而进一步导致系统的稳定性和瞬态性能变差,因此对子模块的设计和级联系统稳定性的分析尤为重要。为了深入分析级联系统的稳定性和瞬态性能,本文以Buck-Buck型级联系统为例,探究源变换器与负载变换器间的相互作用以及不同控制方法对系统稳定性和瞬态性能的影响。与现有文献中讨论的级联系统不同,本文研究了当源变换器单独工作不稳定、负载变换器单独工作稳定时级联系统的稳定性。首先,利用时间平均建模的方法建立了Buck变换器处于电感电流连续模式时的主功率和控制电路的小信号模型,推导了相应的闭环传递函数。在此基础上,讨论了当级联负载变换器后中间母线电压纹波的变化,以及其对不稳定源变换器的稳定作用。通过将这种稳定作用等效为斜坡补偿,推导了系统的环路增益以及稳定性边界。其次,利用能量守恒模型建立了Buck变换器处于电感电流断续模式时的主功率和控制电路小信号模型,推导了相应的闭环传递函数,并讨论了单级变换器处于电感电流断续模式时的稳定性。仿照负载变换器处于电感电流连续模式时对中间母线电压纹波的分析,推导了系统的稳定性边界。再次,研究了不同的控制方法对级联系统稳定性和瞬态性能的影响。分析了采用不同控制方法对源变换器的闭环输出阻抗和负载变换器的闭环输入阻抗的影响,提出了与瞬态性能相关的闭环传递函数,并分析了不同控制方法对级联系统瞬态性能的影响。最后,实验结果验证了所提出的稳定性分析理论的准确性。