随着海底观测网规模的扩大，其大功率供电系统的稳定性问题受到关注。基于此，建立了海底供电系统关键部件的阻抗模型，针对海底直流供电系统高电力电子渗透率、多母线级联且邻级母线交互耦合的特点，采用逐级分析法探究海底直流供电系统稳定性及其影响因素。分析结果表明：控制器积分参数是Buck变换器失稳的主导参数，控制器比例参数是接驳盒子系统失稳的主导参数，光电复合海缆电阻参数的增大及电感参数的减小均可有效提升系统的稳定性。基于PLECS仿真软件的仿真结果验证了稳定性分析结果的正确性。