鸭式波能装置在波浪力作用下转动角度的大小是判断可俘获波浪能大小的重要尺度参数，该转角的测量是否准确决定了鸭式装置俘获波浪能效率的高低。设计一种自适应鸭式装置浮态的角度测量装置。该测量装置由阻尼器、大小齿轮、逆止器、感应探头等组成。通过巧妙的设计实现转角测量自动适应鸭式波浪能发电装置浮态的变化，实现其测量角度的功能。试验结果证明：该装置的精确度、可靠性和稳定性都满足实际需求。

密封圈的寿命影响整个液压缸的工作寿命,从而影响以液压能为转换形式的波浪能发电的发展。本文根据环形间隙润滑与密封机理,提出一种新型端头密封和活塞密封的方法。考虑到狭小间隙内近壁面剪切应力的影响,建立了环形间隙流场数学模型,以求解间隙密封液压缸的泄漏量、功率损失、摩擦力为目标。数值模拟与实验分析的结果表明该间隙密封方法能够提高高频动作液压缸的工作寿命和效率。

液压式能量转换系统是波浪能发电装置应用最为广泛的一种能量转换方式。本文针对波浪能液压能量转换系统展开了模型仿真研究,建立了带有蓄能稳压环节和液压自治控制器的波浪能装置液压能量转换系统的数学模型。基于所建立的数学模型搭建了波浪能装置液压转换系统的MATLAB and Simulink仿真框图,对系统进行仿真,并利用实海况实验得到的发电数据和仿真数据进行对比。结果显示,二者之间的相对误差较小,验证了该系统仿真模型的准确性。此外,还分别模拟了规则波和随机波输入情况下液压能量转换系统的发电特性曲线。仿真结果表明,无论是规则波还是随机波,经过液压能量转换系统之后,输出的发电特性都比较稳定,也即是利用该能量转换系统实现将不稳定的波浪能转换成稳定的电能,提高了发电质量,为后续的电力输送及并网提供了便利。

液压式波浪能发电技术因成熟度高、输出稳定,是目前发展较好的波浪能发电技术之一。介绍了液压式波浪能发电装置的三大元件和液压式波浪能发电系统最新的研究进展,提出了液压式波浪能发电系统现阶段存在的不足,展望了液压式波浪能发电技术未来的发展趋势。

针对小型海洋观测仪器用电需求,研究高效、可靠的小型液压式波浪能装置能量转换系统。在实验室建立一套3 kW的液压式波浪能能量转换系统,进行不同电阻负载、不同蓄能体积以及不同控制策略的液压系统试验,获得PTO效率曲线及各发电过程的特性曲线,详细分析不同控制策略的能量转换特性,得到PTO效率随阻值的增大趋于平稳、蓄能体积基本不影响PTO转换效率的结论,验证有蓄能器无控制器型直冲式能量转换系统的可行性。

蓄能系统是漂浮式波浪能装置液压式能量转换系统中的储能环节。以漂浮式波浪能装置液压式能量转换系统为研究对象，介绍了液压式能量系统中的蓄能系统的组成，分析了该系统在大浪下实现稳定发电和小浪时实现0-1发电的原理，建立了预充压力、最低工作压力和最高工作压力、蓄能量几个关键设计参数之间的数学模型，通过计算实例进行数值模拟，获得了大量试验数据。试验结果表明：最高工作压力与最低工作压力在数值上差越大，蓄能系统单个循环释放出的蓄能越多，蓄能系统的成本越低；设计的预充压力安全值为最低工作压力的80％；蓄能量与最高工作压力、最低工作压力、预充压力之间存在耦合关系。