基于多级储能的波浪能发电装置PTO系统仿真与试验研究

孙崇飞; 滕怀钰; 杨洋; 陈海龙; 李欣; 王雪瑞

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2127

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基于多级储能的波浪能发电装置PTO系统仿真与试验研究

更新时间：2026-07-22

- 基于多级储能的波浪能发电装置PTO系统仿真与试验研究
- Vol. 47, Issue 4, Pages: 478-488(2026)
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2127
  CLC： TH137
- Online First：08 May 2026，
  
  Published：2026
- 稿件说明：
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孙崇飞, 滕怀钰, 杨洋, et al. 基于多级储能的波浪能发电装置PTO系统仿真与试验研究[J]. 2026, 47(4): 478-488.
DOI：

孙崇飞, 滕怀钰, 杨洋, et al. 基于多级储能的波浪能发电装置PTO系统仿真与试验研究[J]. 2026, 47(4): 478-488. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2127.

摘要

为提高液压式波浪能发电装置（WEC）的运行效率

提出一种多级储能液压式动力输出（PTO）系统

通过蓄能器与储能飞轮实现多级储能。在AMESim中建立液压PTO仿真模型

研究储能元件对系统响应的影响

并分析不同海况下的发电过程

同时构建额定功率为100 W的缩尺液压PTO样机进行性能试验。研究表明

在中低海况下

液压能到电能的平均转换效率可达89%

较未引入多级储能技术提升6%;高海况触发能量溢流时

仍可达到5 kW额定发电目标。缩尺样机发电效率可达到45.6%

能接近额定100 W的发电要求。

Abstract

In order to improve the operating efficiency of hydraulic wave energy converters （WECs）

this paper proposes a multistage energy storage hydraulic PTO system

which achieves multistage energy storage through accumulators and energy storage flywheels. A hydraulic PTO simulation model is established in AMESim to study the impact of energy storage components on system response and analyze the power generation process under different sea conditions. Meanwhile

a scaled hydraulic PTO prototype with a rated power of 100 W is built for performance testing. The study shows that

under medium and low sea conditions

the average conversion efficiency from hydraulic energy to electrical energy reaches 89%

which is 6% higher than the system without the multistage energy storage technology. Under high sea conditions

when energy overflow is triggered

the system can still achieve the 5 kW rated power generation target. The scaled-down prototype's power generation efficiency can reach 45.6%

which is close to the rated 100 W power generation requirement. The simulation and testing methods used in this study can also be extended to other wave energy converter hydraulic PTO systems

providing a basis for parameter optimization and performance improvement of wave energy devices under different sea conditions.

关键词

Keywords

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