Насколько я знаю, в AgilityPack нет метода direct для установки типа документа, но, как упоминал Ганс, HAP рассматривает тип документа как узел комментария.Таким образом, вы можете сначала попытаться найти существующий тип документа, если не создать новый и вставить туда нужное значение:
var doctype = doc.DocumentNode.SelectSingleNode("/comment()[starts-with(.,'<!DOCTYPE')]");
if (doctype == null)
doctype = doc.DocumentNode.PrependChild(doc.CreateComment());
doctype.InnerHtml = "<!DOCTYPE html>";