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随着风力机新增装机容量持续攀升使得风电设备的运行、维护成本及使用寿命等问题日益凸显。液压型风力发电机组作为新一代风力发电装备已得到广泛的关注。本文主要在介绍一种以海水为介质的液压型风力机的工作原理、结构的基础上,以风力发电机功率传递系统为研究对象,采用理论分析和实验研究的方法,从风力机风轮转子的功率及转矩特性以及液压传动系统的功率传递效率特性入手,重点研究变量泵-液压储能器-Pelton涡轮机构成的液压主传动系统的最大气动能量捕获、变桨距控制技术及能量存储控制问题。为了综合开发利用海洋能,在对液压型风力机研究的基础之上,进一步提出液压型风浪联合发电系统及风能潮流能联合发电系统,并分别对两种综合发电系统深入研究。主要研究工作如下:(1)针对以海水作为传递介质的液压风力机,实现了该风力机在不同工况下最优功率捕获控制。在低风速工况,提出通过调节液压泵排量使液压泵产生的反作用转矩与风力机转子最优转矩一致,使叶轮转子保持最佳叶尖速比,实现风力机最大气动能量捕获控制;在高风速工况,提出将神经网络与自适应方法相联合,通过引入Lyapunov稳定性定理,设计出风力机变桨距自适应神经网络控制器,在保证控制系统稳定的前提下解决风力机变桨距非线性控制系统的控制问题。(2)提出将液压储能器与风力机开环液压传动系统相结合,利用该蓄能器吸收由瞬变风速引起的输出功率波动,使发电机输出功率稳定可调,解决风力机发电机组输出功率与电量需求的不平衡的问题;建立涡轮机的输出转矩与发电机角速度的关系式,通过控制涡轮机的输出力矩达到控制发电机的输出功率的方法。通过设计两输入和一输出形式的模糊控制器对涡轮机输出转矩进行精准调节,实现发电机输出的功率的控制,使其完全满足含有阶跃变化的功率需求。(3)提出了液压风浪互补联合发电系统,通过对浮子在非规则波中的运动响应以及波浪能提取装置进行建模分析,利用设计的模糊控制器对液压马达的排量进行控制调节,实现了输出能量与需求能量匹配;通过分析比较波浪能提取装置的平均功率,对储能器最优工作压力进行选择。通过对5MW风力机与10个点式波浪能提取装置的联合系统进行模拟,通过设计的模糊控制器对液压马达输出转矩进行精准调节,能够使发电机输出的功率完全满足含有3个阶跃变化的功率需求。(4)提出一种将液压型风力机与潮流发电机相结合的混合发电系统,对该系统进行输出能量效率及可用能效率分析。通过对8MW风力机及1MW潮流机联合发电系统进行模拟,联合系统输出能量效率主要在15%到90%之间进行变化,偶尔会超过100%,最大可达240%;联合系统的可用能效率变化范围为14.8%到32%之间,其变化趋势与发电机输出功率变化趋势一致。(5)设计搭建5.5kW具有储能系统的液压型风力机功率传输系统测试实验台。进行随机风速下液压储能系统对输出功率的调节效果及液压传动系统的功率传递效率的模拟及实验研究,通过分析对比实验结果及模拟结果,验证了采用液压储能装置可以有效提高风力机输出功率的稳定性,特别是当风电系统遇到极端工况(风速低于切入风速或大于切出风速),储能系统能够保证输出功率不受影响。