随着分布式直流微电网的发展,储能系统的重要性越发凸显,作为连接微电网直流母线与储能系统的关键环节,提高双向DC-DC变换器的效率具有重要的研究意义。本文在直流微电网低压储能系统的应用背景下,提出了基于双向零电流开关（Zero Current Switching,ZCS）的分布式储能变换器,具有良好的软开关特性,可以在双向运行时保持低压大电流一侧的零电流开关特性,从而降低双向运行下的开关损耗,提高变换器运行效率。首先,对传统双有源全桥（Dual-Active-Bridge,DAB）变换器和双向LLC谐振变换器的工作原理及特性进行了简要介绍,对双向零电流开关DC-DC储能变换器的工作原理和工作模态进行了详细推导与说明,分析了其功率传输特性、电压增益特性以及软开关特性,与DAB变换器和双向LLC谐振变换器进行了开关器件损耗的比较,并搭建了仿真模型进行验证。其次,基于双向零电流开关DC-DC变换器的工作特性,分别从电流峰值和开关管损耗优化的角度推导了硬件参数的设计与选取方法;对变换器进行了改进,进一步降低损耗,并在仿真中验证了改进措施的有效性;在本文的控制方法基础上,提出了两种不同的改进型控制策略,对其特点和工作原理进行了分析,通过仿真验证了其正确性和有效性。然后,针对在直流微电网中的高压应用场景,提出了基于双向零电流开关DC-DC变换器提的多绕组变换器解决方案,并对其工作原理进行了详细说明,针对串联模块存在的电容均压问题进行了分析;通过与直接使用SiC MOSFET高压器件的方案对比,分析了多绕组变换器的应用优势。通过仿真对三绕组变换器的工作原理及均压控制的有效性进行了验证。最后,根据上述原理分析,搭建了实验平台,分别对双向零电流开关DC-DC变换器和三绕组变换器进行了硬件和软件设计,确定了电路主要元件参数,通过实验对本文提出的变换器工作原理和控制方法进行了可行性和有效性验证,并测试了变换器的动态响应性能。