无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术有效地克服了传统有线电能传输方式的诸多不足,并凭借高可靠性、高灵活性和可特殊作业等优点被广泛地应用于各种场合。其中,磁谐振式（Magnetically Coupled Resonant,MCR）WPT技术在中程传输距离下可传输大功率并具有高效率,因此近年来引起了学者们的广泛关注。目前,MCR WPT技术的应用需求主要趋向于中程距离化、大功率化和高效率化。然而中程距离场合下传输线圈间的耦合系数很小,当系统进行大功率能量传输时,其补偿网络元件应力和功率损耗将会很大,由此给系统设计带来挑战性。为此,本文以千瓦级中程MCR WPT系统的实际应用为基础,多角度地对其参数设计与优化展开了研究。由于LCCL-LC型补偿网络具有零输入无功功率和恒压输出特性,因此本文采用该网络构建MCR WPT系统。为了精确求解开关器件的零电压开关（Zero-voltage-switching,ZVS）条件,基于叠加定理建立了考虑高次谐波的系统时域模型,并进一步结合受控源等效电路模型分析了系统的电压传输特性和补偿网络元件电压/电流应力。针对中程大功率应用场合下传输线圈的设计要求,对比分析了平面圆形线圈和平面方形线圈的耦合能力和抗偏移能力,最终选择平面方形线圈,并对其自感和互感进行了数学建模。为了优化开关管工作状态,同时尽量降低补偿网络元件电压/电流应力,本文从开关频率调整和补偿网络元件参数调整的角度出发,提出并总结了一套详尽的系统参数设计方案。该方案不仅能使系统在全负载范围内实现ZVS,还可以优化补偿网络元件在额定工况下的电压/电流应力。大功率MCR WPT系统的功率损耗主要是传输线圈交流电阻以及串联补偿电容等效串联电阻的导通损耗。为了满足系统对高效率的需求,本文从降低传输线圈支路总损耗的角度出发,提出了两种效率优化方案,即采用多层并联传输线圈和LCCL-TT型补偿网络,有效提高了系统效率。最后,在实验室搭建了一台传输距离100cm、传输功率1k W的MCR WPT原理样机,其额定工况下的效率为80.62%。相关实验波形与效率曲线验证了本文所提出的参数设计和效率优化方案的有效性。