本文对电力电子级联系统大信号稳定性问题进行研究,为利用标准模块进行实际应用系统集成设计提供理论依据。首先,对区别于级联系统小信号稳定性的现象进行科学的分类和归纳,在这种归纳之下,对系统的大信号级联稳定性进行深入研究。在研究中拟遵循从简单到复杂的原理,从2个模块的级联系统开始,利用开关模型直接进行仿真,对大信号条件下的稳定性问题进行仿真研究,为后续的大信号模型及稳定性分析方法的评估奠定基础。在分析和总结现有的一些大信号建模方法的基础上,重点研究了基于能量守恒原则的各类DC/DC电路的降阶大信号模型。在本论文中,基于能量守恒的原则,利用功率变流器所体现的回转器特性进行行为级的建模,克服传统大信号模型对拓扑以及工作状态的依赖,以及通常需要计算切换的缺点,建立了统一的大信号模型,并对此进行仿真和实验验证和必要的实验验证。在此过程中,采用理论分析与仿真、实验相结合的方法,利用理论分析得到各类拓扑基于回转器模型或者能量守恒模型的回转系数或转换系数,并利用仿真工具在各类条件下对大信号模型与开关模型进行仿真对比验证,如采用SIMPLIS、SABER等仿真工具,同时也进行了实验的验证。最后,针对这些级联系统大信号不稳定的问题,论文借鉴电力系统改善稳定的一些措施及思想,对级联母线进行补偿稳定的方法及设计理论进行了初步探索,基于母线电压补偿的方法,改善了级联系统在动态条件下的系统稳定性。