在直流微网的分层控制结构中，下垂控制作为初级控制的重要组成部分，主要用于实现各微源之间的自主功率分配。传统恒定系数下垂控制无法满足功率分配和母线电压调整之间的矛盾，采用非线性下垂控制可以较好地改善不同负载水平的功率分配，同时也能缓解母线电压调整的问题。重点分析非线性下垂控制直流微网的稳定性及灵敏度的影响因素。通过大信号平均模型导出系统动态调整下垂系数时系统平衡点的存在条件；借助小信号数学模型分析了非线性下垂控制中下垂系数与负荷功率同时变化时系统特征根的变化趋势。同时考虑了恒功率负荷与电阻性负荷功率之和一定的情况下负荷类型及功率的变化对系统稳定性影响，并分析了系统下垂系数、线路参数等变化时系统的特征根轨迹。最后，通过灵敏度分析得出线路电感和恒功率负荷的变化对系统稳定性能影响较大。仿真结果表明，系统参数变化对稳定性的影响与理论分析一致，这为直流微网下垂控制设计提供理论依据。