CN102667141A - 液压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于转换波能的液压装置200。装置200包括围绕装置200的闭环的液压管路抽取液压流体的泵200。出口止回阀215和入口止回阀221辅助调节围绕所述管路的流动的流动方向。装置200还包括蓄能器212、214、222、223、226和减压阀224、225。

Description

液压装置
技术领域
本发明涉及液压装置。
尽管本发明特别关于从波浪运动获取能量的液压装置来描述，但是可以理解的是本发明还可应用到其它液压装置。
背景技术
用于从波浪运动获取能量的液压装置是已知的。例如，CETO科技已公布的国际专利申请PCT/AU2006/001187和PCT/AU2007/001685中公开了这种装置，这里通过引用将其结合于此。
用于从波浪运动获取能量的现有的液压装置包括基座，其布置在水体的海床上。轴流液压泵被安装在该基座上，使得泵能够相对基座枢转。泵的活塞杆通过绳索耦接到浮力致动器。波浪运动和浮力致动器的正浮力使浮力致动器随着水扰动的运动，从而迫使浮力致动器向上对绳索施加力，并在泵的压力下将流体通过单向阀从泵排放到岐管。在波谷通过时，浮力致动器在泵活塞的重力和泵入口压力下下降，使泵准备浮力致动器的下次上推。
该装置被设计成在闭环模式下运作，其中高压下的流体通过液压泵抽上岸，获取能量作为有用功，并且减压流体通过管路被回流到海上的液压泵以重新提供能量。
另一种已知的现有液压泵与上述现有装置相似，除了它包括一组液压泵和一组均被栓到各个泵的各自的活塞杆的浮力致动器外。
例如这些上述装置等现有装置通常需要特别调整，以在特定位置以及与该位置相关的特定条件下运作，包括与该位置相关的波浪状况和潮汐变化。这通常包括制作为用于特定位置而特别设计的非标准硬件，以及配置该硬件以在适合该位置的特定方式下运行。
需要设计和制造这种非标准硬件意味着难以使制造工艺简化来获得低成本下的高产量。
针对这种背景和与之相关的问题和困难来提出本发明。
发明内容
本发明的目的是要克服或者至少改进上述现有技术的一个或多个缺陷，或者向消费者提供有用的或商业的选择。
本发明的其它目的和优点将通过下面结合附图的描述而变得明显，其中，通过图示和实例来公开本发明的优选实施例。
根据本发明的第一个广泛方面，提供一种用于转换波浪能量的液压装置。
优选地，所述装置是闭环的液压装置。
根据本发明的第二个广泛方面，提供一种控制根据本发明的第一个广泛方面的液压装置的方法。
根据本发明的第三个广泛方面，提供一种用于获得控制根据本发明的第一个广泛方面的液压装置的最佳筛选法(optimal filter)的方法。
根据本发明的第四个广泛方面，提供一种液压装置，其包括用于泵送通过装置的流体的泵和用于控制流体的流动的控制元件。
根据本发明的第五个广泛方面，提供一种控制根据本发明的第一个广泛方面的液压装置的方法，所述方法包括步骤：
运行所述装置的泵来泵送液压流体通过所述装置；以及
控制所述控制元件来控制流体的流动。
优选地，所述泵是轴流液压泵。
优选地，所述控制元件是出口阀、入口阀、蓄能器和/或减压阀。
优选地，所述装置还包括出口止回阀。
优选地，所述装置还包括入口止回阀。
优选地，所述装置还包括杆/调整/工作侧蓄能器。
优选地，所述装置还包括盲侧蓄能器。
优选地，所述装置还包括出口蓄能器。
优选地，所述装置还包括入口蓄能器。
优选地，所述装置还包括传感器。
优选地，所述装置还包括控制器。
优选地，所述装置是闭环液压装置。
优选地，所述装置用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量。
根据本发明的第六个广泛方面，提供一种用于控制和优化波浪能量装置的系统，其包括：波能转换器，其利用具有液压动力输出的波能转换器，所述转换器在闭环模式下运作，所述闭环包括在更高压力下的设备输出管路和在基本更低压力下的流体输入管路，在闭环内循环的流体基本上基于海水，所述流体将能量转移到岸上，所述流体通过压力和流动转移能量；以及装置，所述装置通过例如涡轮机或压力互换引擎等液压机械设备来从岸上的工作流体移走能量。
优选地，所述系统包括岸上和海上的控制元件。
优选地，所述控制元件包括：控制岸上的出口管路和入口管路中的压力和流量的阀；位于所述入口管路和所述出口管路之间的海上减压阀；位于海上的液压蓄能器和位于岸上的液压蓄能器，一个连接到所述出口管路，另一个连接到入口管路；以及在岸上位于所述入口管路和所述出口管路之间的减压阀。
优选地，使用控制运算法则来控制多个液压阀和所述蓄能器内的充气压力(gas pressure charges)。
根据本发明的第七个广泛方面，提供一种用于根据本发明的第四个广泛方面的系统的控制运算法则。优选地，所述控制运算法则能够执行下面的一个或多个功能或具有下面的一个或多个特性：
a.在活塞受限和活塞自由两个极限之间(包括两个极限)，通过CETOTM波能转换器(WEC)的蓄能器的体积变化(打开/闭合阀)来调整机械刚度。“活塞受限”是指因为液压流体在液压管路内的运动被限制到调整蓄能器允许的程度，所以活塞将经历最小运动量的情形；“活塞自由”是指流体在入口管路和出口管路之间自由流动并且活塞在其自身重力和施加到其上的外力的作用下自由移动的情形。
b.调整CETO的泵的活塞的参考位置，以适应潮汐时将产生的水深的缓慢变化。
c.根据附近海浪测量装置的实时输入来调整WEC装置的控制元件。这种装置可记录瞬时波浪高度(H)、波浪周期(T)、波浪幅度(wave spread)(θ)以及其它任何限定海况的有关参数，并将实时数据提供到运算法则。
d.调整c中设置，使功率P是瞬时最大值。
e.调整c中设置，使功率P是瞬时最小值。如果进行维修和检查，该状况是理想的。
f.调整c中设置，使功率P超过最小值Pm，概率为pm。
g.应用预先设置的模板F来限制控制元件3)的值，这将时间间隔τ内通过WEC传递的总功率最大化。
h.所述时间间隔τ可在从数秒到数分到数小时的时期范围τε内变化。例如，对于连续的不规则海况，海上标准做法是20分，对于恶劣的海况是3小时。
i.每个时期τε将与独一的模板Fε相关，该模板Fε限定运算法则A的设定操作点和由运算法则A施加的控制范围。
j.控制运算法则A可包括一系列如同i)中的模板Fε，使得各个模板协作从而在最短和最长之间的任一时间时期提供最优能量输出Emax。即，运算法则A总是被调整来提供最大整合能量Emax，其中：
E max = ∫ τ ϵ min τ ϵ max P ( A , F ϵ ( τ ) ) dτ
k.特定运算法则A可从运算法则Ai的集合中选取，其中集合Ai包括明确为下面一个或多个状况的恶劣天气(elements)：
a.i.特定地理位置；
b.ii.特定水深和水深测量；
c.iii.波浪活动的特定分类，例如，高能的、海上的、温和的、近岸的或这些的组合；
d.iv.一年的特定时间，例如，冬季、夏季；
e.v.WEC的特定结构；
f.vi.WEC的特定物理结构，包括CETOTM共同未决专利申请中已经描述的能量释放装置；
g.vi.WEC的特定物理状态，与WEC的运行历史的时间、状态相对应；
h.viii.WEC的结构的任何其它变化；
i.ix.年度主要海况。例如，西澳大利亚海上的斐济群岛的位置具有6到8个主要海况；以及
j.x.特定安全/紧急状况。
根据本发明的第八个广泛方面，提供一种系统，其包括WEC阵列，所述WEC阵列一起并联地连接到形成根据本发明的第六到第七个方面中任一所述的闭环系统的同组入口和出口管路。
根据本发明的第九个广泛方面，提供一种根据本发明的第八个广泛方面的系统，其中运算法则A的最优化受波浪幅度影响。运算法则Ai和模板Fε本质上不同于单个的WEC的运算法则Ai和模板Fε。多单元的运算法则与单个单元的运算法则的区别在于由单元之间的液压相互作用来控制。
根据本发明的第十个广泛方面，提供根据本发明的第六到第九个广泛方面中任一所述的系统，其中运算法则Ai根据最佳筛选法产生。
根据本发明的第十一个广泛方面，提供液压装置，其包括：
液压泵，包括限定腔室的本体和将所述腔室分成工作侧和盲侧(a blind side)的活塞；以及
连接到所述腔室的盲侧的盲侧液压蓄能器。
优选地，所述盲侧液压蓄能器与所述腔室的盲侧并联连接。可选地，所述盲侧液压蓄能器与所述腔室的盲侧串联连接。优选地，所述装置还包括封闭的盲侧液压管路，其包括所述盲侧液压蓄能器和所述腔室的盲侧。
优选地，所述装置还包括流体，其能够在所述盲侧液压蓄能器和所述腔室的盲侧之间流动。优选地，所述流体是高润滑性流体。优选地，所述流体是低黏性流体。
优选地，所述装置还包括固定到活塞的盲侧机械阻尼器。优选地，所述盲侧机械阻尼器是弹性阻尼器。可选地，所述盲侧机械阻尼器是弹簧。
优选地，所述装置还包括固定到活塞的工作侧机械阻尼器。优选地，所述工作侧机械阻尼器是弹性阻尼器。可选地，所述工作侧机械阻尼器是弹簧。
优选地，所述装置还包括连接到所述腔室的工作侧的工作侧液压蓄能器。优选地，所述工作侧液压蓄能器与所述腔室的工作侧并联连接。可选地，所述工作侧液压蓄能器与所述腔室的工作侧串联连接。
优选地，所述装置还包括连接到所述腔室的工作侧的出口止回阀和与所述出口止回阀并联连接的入口止回阀。在一些实施例中，所述入口止回阀被连接到所述腔室的盲侧。优选地，所述装置还包括与所述出口止回阀并联连接的出口液压蓄能器。优选地，所述装置还包括与所述入口止回阀并联连接的入口液压蓄能器。
优选地，所述装置还包括液压接口单元，所述液压接口单元包括出口止回阀、入口止回阀、出口液压蓄能器和入口液压蓄能器。优选地，所述液压接口单元还包括盲侧液压蓄能器。优选地，所述液压接口单元还包括工作侧液压蓄能器。优选地，所述液压接口单元还包括减压阀。
优选地，所述装置还包括连接到所述出口止回阀和所述入口止回阀的液压控制器。优选地，所述液压控制器包括减压阀。优选地，所述装置还包括将所述液压控制器连接到所述出口止回阀的高压管路和将所述液压控制器连接到所述入口止回阀的低压管路。优选地，所述装置还包括连接到所述液压控制器的液压负载。
优选地，所述装置是闭环液压装置。
优选地，所述装置用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量。在特别优选的形式中，所述装置还包括栓接到活塞的浮力致动器。
根据本发明的第十二个广泛的方面，提供一种液压装置，其包括：
液压泵，其包括限定腔室的本体和将所述腔室分成工作侧和盲侧的活塞；以及
连接到所述腔室的工作侧的工作侧液压蓄能器。
优选地，所述工作侧液压蓄能器与所述腔室的工作侧并联连接。可选地，所述工作侧液压蓄能器与所述腔室的工作侧串联连接。
优选地，所述装置还包括固定到活塞的工作侧机械阻尼器。优选地，所述工作侧机械阻尼器是弹性阻尼器。可选地，所述工作侧机械阻尼器是弹簧。
优选地，所述装置还包括固定到活塞的盲侧机械阻尼器。优选地，所述盲侧机械阻尼器是弹性阻尼器。可选地，所述盲侧机械阻尼器是弹簧。
优选地，所述装置还包括盲侧液压蓄能器。优选地，所述盲侧液压蓄能器与所述腔室的盲侧并联连接。可选地，所述盲侧液压蓄能器与所述腔室的盲侧串联连接。优选地，所述装置还包括封闭的盲侧液压管路，其包括所述盲侧液压蓄能器和所述腔室的盲侧。
优选地，所述装置还包括流体，其能够在所述盲侧液压蓄能器和所述腔室的盲侧之间流动。优选地，所述流体是高润滑性流体。优选地，所述流体是低黏性流体。
优选地，所述装置还包括连接到所述腔室的工作侧的出口止回阀和与所述出口止回阀并联连接的入口止回阀。在一些实施例中，所述入口止回阀可被连接到所述腔室的盲侧。优选地，所述装置还包括与所述出口止回阀并联连接的出口液压蓄能器。优选地，所述装置还包括与所述入口止回阀并联连接的入口液压蓄能器。
优选地，所述装置还包括液压接口单元，所述液压接口单元包括出口止回阀、入口止回阀、出口液压蓄能器和入口液压蓄能器。优选地，所述液压接口单元还包括盲侧液压蓄能器。优选地，所述液压接口单元还包括工作侧液压蓄能器。优选地，所述液压接口单元还包括减压阀。
优选地，所述装置还包括连接到所述出口止回阀和所述入口止回阀的液压控制器。优选地，所述液压控制器包括减压阀。优选地，所述装置还包括将所述液压控制器连接到所述出口止回阀的高压管路和将所述液压控制器连接到所述入口止回阀的低压管路。优选地，所述装置还包括连接到所述液压控制器的液压负载。
优选地，所述装置是闭环液压装置。
优选地，所述装置用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量。在特别优选的形式中，所述装置还包括栓接到活塞的浮力致动器。
根据本发明的第十三个广泛方面，提供一种液压装置，其包括用于循环通过所述装置的流体的液压泵和用于控制所述装置的液压控制器。
优选地，所述液压泵包括限定腔室的本体和将所述腔室分成工作侧和盲侧的活塞。
优选地，所述装置包括连接到所述腔室的盲侧的盲侧液压蓄能器。优选地，所述盲侧液压蓄能器与所述腔室的盲侧并联连接。可选地，所述盲侧液压蓄能器与所述腔室的盲侧串联连接。优选地，所述装置还包括封闭的盲侧液压管路，其包括所述盲侧液压蓄能器和所述腔室的盲侧。
优选地，所述装置还包括流体，其能够在所述盲侧液压蓄能器和所述腔室的盲侧之间流动。优选地，所述流体是高润滑性流体。优选地，所述流体是低黏性流体。
优选地，所述装置还包括固定到活塞的盲侧机械阻尼器。优选地，所述盲侧机械阻尼器是弹性阻尼器。可选地，所述盲侧机械阻尼器是弹簧。
优选地，所述装置还包括固定到活塞的工作侧机械阻尼器。优选地，所述工作侧机械阻尼器是弹性阻尼器。可选地，所述工作侧机械阻尼器是弹簧。
优选地，所述装置还包括连接到所述腔室的工作侧的工作侧液压蓄能器。优选地，所述工作侧液压蓄能器与所述腔室的工作侧并联连接。可选地，所述工作侧液压蓄能器与所述腔室的工作侧串联连接。
优选地，所述装置还包括连接到所述腔室的工作侧的出口止回阀和与所述出口止回阀并联连接的入口止回阀。在一些实施例中，所述入口止回阀被连接到所述腔室的盲侧。优选地，所述装置还包括与所述出口止回阀并联连接的出口液压蓄能器。优选地，所述装置还包括与所述入口止回阀并联连接的入口液压蓄能器。
优选地，所述装置还包括液压接口单元，所述液压接口单元包括出口止回阀、入口止回阀、出口液压蓄能器和入口液压蓄能器。优选地，所述液压接口单元还包括盲侧液压蓄能器。优选地，所述液压接口单元还包括工作侧液压蓄能器。
优选地，所述液压控制器能够根据运算法则控制所述装置。
优选地，所述液压控制器被连接到所述出口止回阀和所述入口止回阀。优选地，所述装置还包括将所述液压控制器连接到所述出口止回阀的高压管路和将所述液压控制器连接到所述入口止回阀的低压管路。
优选地，所述装置还包括液压负载。优选地，所述负载包括涡轮机。优选地，所述涡轮机是佩尔顿涡轮机(Pelton turbine)。
优选地，所述装置是闭环液压装置。
优选地，所述装置用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量。在特别优选的形式中，所述装置还包括栓接到活塞的浮力致动器。
附图说明
为了更完全地理解并实施本发明，现在结合附图来描述其优选实施例，其中：
图1是液压装置的第一优选实施例的示意图；
图2是液压装置的第二优选实施例的示意图；
图3是描绘图1和图2中液压装置的部分的更具体细节的示意图，包括装置的轴流液压泵的横截面侧视图；
图4是液压装置的第三优选实施例的示意图，包括装置的轴流液压泵的横截面侧视图；
图5是液压装置的第四优选实施例的横截面侧视图；
图6是液压装置的第五优选实施例的示意图，包括装置的轴流液压泵的横截面侧视图；
图7是液压装置的第六优选实施例的示意图，包括装置的轴流液压泵的横截面侧视图；
图8是液压装置的第七优选实施例的示意图，包括装置的轴流液压泵的横截面侧视图；
图9是描绘图8中液压装置的液压仪器、控制系统和电池充电系统的示意图；
图10是描绘例如图8和图9中的装置等液压装置的活塞位移范围对不同吸入和排放压力范围的图表；
图11是液压装置的第八优选实施例的示意图，包括装置的轴流液压泵的横截面侧视图；以及
图12是液压装置的第九优选实施例的示意图。
优选实施方式
参见图1到图3所示，用于从波浪运动获取能量或转换海洋能量的闭环液压系统30包括轴流液压泵31，该轴流液压泵31包括限定腔室33的泵体32。泵体32包括侧壁34，侧壁34具有由顶壁35封闭的上端和由底壁36封闭的下端。底壁36被设置成连接到基座37。
活塞38被腔室33收容，使活塞38将腔室33分成杆或工作侧39和盲侧40，并且活塞38能够在腔室33内来回滑动。在活塞38和侧壁34之间的密封件(未示出)阻止流体流过活塞38并在工作侧39和盲侧40之间流动。理想地，由于移动活塞38与泵31的侧壁34的完全密封，腔室33的工作侧39和盲侧40在泵31内并未连通。随着密封件磨损，两个腔室之间的一些泄漏是可容许的。
工作侧机械阻尼器41被固定到活塞38，使阻尼器41位于腔室33的工作侧39。盲侧机械阻尼器42被固定到活塞38，使阻尼器42位于腔室33的盲侧40。
活塞杆43从活塞38延伸，并穿过泵体32的顶壁35上的开口，使杆43能够与活塞38一起相对泵体32来回移动。密封件(未示出)阻止流体通过开口泄露到腔室33外。
浮力致动器44通过绳索45被连接到活塞杆43的上端。
装置30还包括盲侧液压管路46，该盲侧液压管路46包括腔室33的盲侧40和盲侧液压蓄能器47。管路46被封闭，使流体仅可在腔室33的盲侧40和蓄能器47之间互换。蓄能器47通过软管48连接到腔室33的盲侧40，使流体能够在蓄能器47和腔室33的盲侧40之间流动。盲侧液压蓄能器47除了缓冲区域以外一直具有最小阻抗，该缓冲区域经由活塞阻环对泵端口的阻碍来控制。
根据标准实践，盲侧管路46中的流体包括液体和气体的混合物。由此蓄能器47完全作为贮液器并理想地不提供任何阻尼。
盲侧管路46中的流体可以是低粘性流体。如同许多活塞式蓄能器，盲侧可被完全填满例如氮等气体来减小与流体相比时的流体动力损失。这还具有更低的成本和使蓄能器更小的优点。
盲侧管路46中的流体可包括高润滑性(即润滑能力)流体。该润滑可改进活塞的密封寿命。该流体还可用于经由毛细管(未示出)来润滑杆密封件。由于所需润滑流体的所需体积相对低，故通过维护和停机时间上的节省可补偿额外的成本。
装置30还包括出口止回阀49，该出口止回阀49通过软管50连接到腔室33的工作侧39，使流体能够从腔室33沿箭头“A”的方向流动经过阀49。入口止回阀51与出口止回阀49和软管50并联连接，使流体能够沿箭头“B”的方向流动经过阀51并流入腔室33。
出口液压蓄能器52与出口止回阀49并联连接。入口液压蓄能器53与入口止回阀51并联连接。
特别参见图1，在使用中，装置30的一部分布置在海上水体54(例如，大海或海洋)中，水体54具有水表面55和平均海平面56。液压泵31被固定到基座37，基座37搁置在水体54的海床57上。泵31被固定到基座37，使泵31能够相对基座37枢转。止回阀49、51和蓄能器47、52和53位于同样位于海上的液压接口单元58内。液压接口单元58的高压出口通过高压管路连接到岸上设备59的高压入口，液压接口单元58的低压入口通过低压管路连接到岸上设备的低压出口。
浮力致动器44位于水体54内，从而水体的波浪运动和致动器44的正浮力使其跟随水的运动，使得致动器44被迫向上，在绳索45上施加力，这转而迫使活塞38在腔室33内朝向泵体32的顶壁35向上移动。当活塞38向上移动时，腔室33的工作侧39的流体沿箭头A的方向通过软管50和出口止回阀49推出腔室33。
通过出口止回阀49泵送的流体的一些能量被储存在出口蓄能器52中，出口蓄能器52用来使通过闭环液压管路的高压部分的流体的流动平滑，出口止回阀49和蓄能器52形成闭环液压管路的一部分。在沿箭头B的方向通过管路的各个分支流回泵31之前，流体在管路的剩余部分周围流动。
当活塞38在腔室33内向上移动时，在封闭的盲侧液压管路46内的流体从蓄能器47移动经过软管48并进入腔室33的盲侧40。管路46内的流体是高润滑性和低黏性流体。
工作侧机械阻尼器41在活塞接近泵体32的顶壁35时阻止活塞38的运动，以阻止活塞38和泵体32在活塞38的上冲程中被损坏。具体地，工作侧机械阻尼器41在上冲程中减小泵31和绳索45上的振动载荷。
在波谷通过装置30时，浮力致动器44在活塞38的重力和流体的压力下下沉，流体在闭合的液压管路中流动并沿箭头B的方向流经入口止回阀51和软管50返回腔室33的工作侧39。返回流体的一部分能量被存储在入口蓄能器53内，蓄能器53用来使经过闭环液压管路的低压部分的流体的流动平滑。
当活塞38在腔室33内向下移动时，腔室33的盲侧40内的高润滑性和低粘性的流体通过软管48从腔室33流回蓄能器47。理想地，蓄能器47不提供任何液压阻尼，而仅仅作为贮液器。
盲侧机械阻尼器42在活塞38接近泵体32的底壁36时阻止活塞38的运动，以阻止活塞38和泵体32在活塞38的下冲程中受到损坏。具体地，盲侧机械阻尼器42在下冲程中减小泵31和绳索45上的振动负载。
每当波峰和波谷经过装置30时，重复该操作过程。
参见图2，装置30可包括连接到液压接口单元58的一组泵31和一组浮力致动器44。
参见图4，用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量的液压装置60与装置30相似。因此，装置60和装置30的相同特征用相同的附图标记来表示。
装置60与装置30的区别在于装置60还包括工作侧液压蓄能器61，工作侧液压蓄能器61通过软管50与腔室33的工作侧39并联连接，使流体能够在腔室33和工作侧液压蓄能器61之间流动。
此外，装置60包括液压接口单元62，该液压接口单元62包括盲侧液压蓄能器47、出口止回阀49、入口止回阀51、出口液压蓄能器52、入口液压蓄能器53和工作侧液压蓄能器61。
液压接口单元62包括出口63和入口64。
装置60的操作与装置30的操作实质上相同，除了蓄能器61在活塞38的上冲程中为活塞38提供液压阻尼，这增加了由工作侧机械阻尼器41提供的机械阻尼。
液压接口单元62与泵31和装置60的浮力致动器44一起布置在海上。
参见图5，用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量的液压装置70包括轴流液压泵71，该轴流液压泵71包括限定腔室73的泵体72。泵体72包括侧壁74，侧壁74具有由顶壁75封闭的上端。侧壁74的上部分76比侧壁74的下部分77厚，使得腔室73的上部分78比腔室73的下部分79窄。侧壁74的上部分76包括上端口80和下端口81。
活塞82被腔室73收容，使活塞82将腔室73分成工作侧83和盲侧84，并且活塞82能够在腔室73内来回滑动。活塞82包括上部分85和更宽的下部分86。与活塞82的下部分86不同，活塞82的上部分85足够窄，以被腔室73的上部分78收容，如图5所示。凹边缘87围绕活塞82的上部分85的上外围延伸。凹边缘87包括垂直表面88和向下倾斜的表面89。凹边缘87阻止活塞82完全覆盖上端口80。
在活塞82和侧壁74之间的密封件90阻止流体流经活塞82并在工作侧83和盲侧84之间流动。
活塞杆91从活塞82延伸，并通过泵体72的顶壁75上的开口，使杆91能够与活塞82一起相对泵体72来回移动。密封件92阻止流体通过顶壁75上的开口泄露出腔室73。
工作侧液压蓄能器93通过软管94连接到上端口80，使流体能够在腔室73的工作侧83和工作侧液压蓄能器93之间来回流动。
软管95连接到下端口81。高压流体能够沿箭头“A”的方向通过下端口81和软管95排出腔室73，并且低压流体能够沿箭头“B”的方向通过下端口81和软管95进入腔室73。
参见图6，用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量的闭环液压装置100包括具有佩尔顿涡轮机101的液压负载。该负载还可包括由涡轮机101驱动的发电机(未示出)。
装置100还包括装置60，装置60包括液压泵31。泵31运行来泵送通过装置100的流体来驱动涡轮机101。
液压控制器102控制通过泵31泵送经过装置100的流体。具体地，控制器102控制装置100的高压和低压部分中流体的压力和流速。
控制器102的入口103通过高压管路104连接到液压接口单元62的出口63。控制器102的出口105通过高压管路107连接到涡轮机101的入口106。涡轮机101的出口108通过低压管路110连接到控制器102的入口109。控制器102的出口111通过低压管路112连接到液压接口单元62的入口64。
借助例如图6中所示的装置100等闭环装置，可能具有完全闭合的泵控制。执行控制运算法则来管理岸上液压控制系统和海上波能装置以及液压接口单元的操作，借助力的输入和泵的移位，控制运算法则能够管理入口泵压力和出口泵压力来将输出(移位)最大化，并减小在泵冲程顶部和底部的冲击。该运算法则改进了设备的功率输出并减小了对泵31的损坏/磨损。假设泵冲程足够长而覆盖潮差，该方法还将允许补偿潮水运动。
装置100应该相对水柱中的浮力致动器的平均水平面维持固定的静止位置，响应潮汐变化。这可通过闭环控制装置来实现。
该控制运算法则对于位置场所是特定的，并包含关于当地波浪动态和潮差的信息，并提供波能转换器在该位置上的最优化操作。例如，波能转换器可使用在西澳大利亚海岸附近、欧洲一些位置以及一些法国海外领地。所有位置可具有不同的潮差和不同的波浪统计量。使用位置特定的、调整适合的控制运算法则允许同类设备和海上硬件在每个位置上最优地使用。
此外，其允许人工或假拟控制浮力致动器的浮力。这可通过控制泵入口压力来综合减小浮力致动器44的物理浮力来实现。这具有在较小的波浪状况下允许浮力致动器44的操作(向下运动)的优点。出口压力不会改变浮力致动器的有效浮力，但是以相同的方式控制来确保一定范围的波浪状况下的操作(向上运动)。
另外，其允许一定程度的液压“拉伸”加入到绳索的传送功能中。装置100的所需刚度特性通常不能仅通过机械绳索的拉伸来实现，液压管路内的蓄能器可被用来提供液压“拉伸”从而获得所需特性。
装置100可提供缓冲能量复原。装置100的蓄能器可用来在活塞运动的缓冲阶段吸收一些缓冲能量，并可通过工作流体将该能量传递回系统用于随后吸收。
每个前述特征可单独或增进地应用到装置100。
同样，每个前述特征可应用到用于从波浪运动获取能量的液压装置或液压装置外面的系统。例如，它们可应用到液压装置或系统，这些装置或系统具有：
1.液压泵上的可变的力输入；
2.由于液压泵的极限运动而引起损坏的可能性；
3.系统中必须补偿的长期磨损或泄漏。
参见图7，用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量的闭环液压装置120包括轴流液压泵121，该轴流液压泵121包括限定腔室123的泵体122。泵体122包括侧壁124，侧壁124具有由顶壁125封闭的上端和由底壁126封闭的下端。底壁126被设置成连接到基座(未示出)。
活塞127被腔室123收容，使活塞127将腔室123分成工作侧128和盲侧129，并且活塞127能够在腔室123内来回滑动。在活塞127和侧壁124之间的密封件(未示出)阻止流体流过活塞127并在工作侧128和盲侧129之间流动。
活塞杆130从活塞127延伸，并穿过泵体122的顶壁125上的开口，使杆130能够与活塞127一起相对泵体122来回移动。密封件(未示出)阻止流体通过开口泄露到腔室123外。
出口止回阀131通过快速接头132连接到腔室123的工作侧128。入口止回阀133通过快速接头132与工作侧128并联连接。入口止回阀133还通过快速接头134与腔室123的盲侧129并联连接。顺序阀135与出口止回阀131和入口止回阀133并联连接。
液压控制阀140与出口液压蓄能器141串联连接。液压控制阀140与出口止回阀131和顺序阀135并联连接。
液压控制阀142与入口液压蓄能器143串联连接。液压控制阀142与顺序阀135并联连接。
压力传感器144检测装置120的高压部分的压力，流量计145测量装置120的高压部分的流体的流量。
比例节流阀(proportional throttle)146与流量计145串联连接，以及压力传感器147检测从比例节流阀146输出的流体的压力。
从比例节流阀146输出的流体驱动涡轮机148，涡轮机148转而驱动用于冷却器的水泵149。
从涡轮机148输出的低压流体驱动水泵150并流经止回阀151，水泵150冷却返回泵121的流体，止回阀151与顺序阀135并联连接。
阀140和阀142、压力传感器144和压力传感器147、流量计145、比例节流阀146和顺序阀135形成用于控制装置120的操作的控制器或控制系统的一部分。
装置120可提供能量溢出。即，其可提供过量能量的消耗。例如，如果涡轮机148驱动连接到输电网的发电机，且存在输电网故障，则装置120可消耗能量，而不是使用能量来旋转涡轮机148。能量可通过操作装置120来在泵腔室123内运行低压或通过使用水体(泵31位于其中，通过机械加热水来作为散热片)来消耗。顺序阀135可被操作来避开涡轮机148。
闭环中装置30、60、70、100、120的操作允许这里描述的许多创新。
重要地，装置在闭环模式下的操作允许在世界上许多不同的地方使用通用的或标准的硬件，每个装置的响应可实时主动地调节，或者预调节来适应不同的波浪状况，允许潮汐变化，更普遍地，来适应在不同地方发生的大范围的预期操作方案。
具有通用的或标准的系统或泵、浮力致动器、绳索和液压设备的集合的好处是能够使这种设备的制造简化，并获得高产量因而获得较低成本。当在位置上使用时，每组设备能够通过闭环液压系统上运行的控制运算法则来优化。每个位置可具有自定义运算法则，其控制液压流体的运动来响应该位置的波浪和潮汐动力变化，优化能量输出，并将对海上设备的磨损或损坏最小化。
参见图8，用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量的闭环液压装置160包括轴流液压泵161，该轴流液压泵161包括限定腔室163的泵体162。泵体162包括侧壁164，侧壁164具有由顶壁165封闭的上端和由底壁166封闭的下端。底壁166被设置成连接到基座(未示出)，该基座搁置于或固定到泵161所处水体的海床。
活塞167被腔室163收容，使活塞167将腔室163分成工作侧168和盲侧169，并且活塞167能够在腔室163内来回滑动。在活塞167和侧壁164之间的密封件(未示出)阻止流体流过活塞167并且在工作侧168和盲侧169之间流动。
活塞杆170从活塞167延伸，并穿过泵体162的顶壁165上的开口，使杆170能够与活塞167一起相对泵体162来回移动。密封件(未示出)阻止流体通过开口泄露到腔室163外。
泵161还包括出口止回阀171，出口止回阀171被连接到泵161的盲侧169。止回阀171阻止流体通过其朝向泵161流回。
尽管没有示出，但是浮力致动器通过绳索连接到活塞杆170的上端。
调整或工作侧液压蓄能器172通过软管173连接到泵161的工作侧168。蓄能器172通过出口止回阀175连接到出口液压蓄能器174，出口止回阀175阻止流体通过其朝向泵161流回。可控制的出口阀176将出口蓄能器174连接到热交换器177。热交换器177通过止回阀179连接到中间的液压蓄能器178，止回阀179阻止流体通过其朝向热交换器177流回。可控制的入口阀180被连接到入口止回阀181，止回阀181被连接到泵161的工作侧168并阻止流体通过其远离泵161流动。入口液压蓄能器182通过止回阀181连接到泵161的工作侧168。涡轮机183、止回阀184与阀176、热交换器177、蓄能器178、止回阀179和阀180并联连接。涡轮机183驱动发电机185。
减压阀186与阀176、热交换器177、蓄能器178和止回阀179并联连接。减压阀186用于阻止装置160的液压管路的高压侧的过加压。减压阀186可以是可控制的阀。
止回阀171通过软管188连接到液压蓄能器187的排放/盲侧，并还连接到补给电动泵189。止回阀190将泵189与止回阀181和蓄能器182并联连接。止回阀190阻止流体通过其朝向泵189流动。
泵189能够将积聚在包括蓄能器187的液压管路的盲侧内的液压流体泵送回连接到泵189的出口的液压管路的工作侧。
参见图9，发电机185将电力供给到充电装置191，充电装置191被连接到外部电池充电模块192。充电装置191和/或外部电池充电模块192使电池193和电池194充电。电力通过电池194供应到电动泵189。仪器和控制系统/控制器195通过电池193被提供电力。
多个传感器196被连接到控制器195的一个或多个输入。传感器196包括不同类型的传感器，包括压力传感器、温度传感器和流量传感器，其探测装置160内的液压流体的压力、温度和流量。
出口阀176、入口阀180和补给电动泵189被连接到控制器195的输出，使得控制器195能够控制出口阀176、入口阀180和泵189的操作。控制器195可控制出口阀176、入口阀180和泵189的操作，以响应传感器196的输出。换言之，控制器195可控制出口阀176、入口阀180和泵189的操作，以响应通过传感器196探测的压力、温度和流量。
减压阀186还可连接到控制器195的输出，使得阀186的操作能够由控制器195控制。
控制器195可控制出口阀176、入口阀180、泵189和/或减压阀186，使得装置160能够从装置160所处的水体的波浪运动获取、转换或转移最佳量或接近最佳量的能量。
改变液压管路的吸入压力和排出压力允许一定程度上控制活塞冲程。图10中示出了平均活塞冲程限制的范围/液压装置例如装置160相对于/对平均控制压力(Hsig＝0.45m，Tsig＝3s)的活塞位移范围/一段时期的恒定波浪状况下不同的吸入和排出压力范围。可以看出，随着吸入压力范围和排出压力范围的减小，活塞位移范围的最小值增加。其它类型的波浪状况的类似图表或曲线图也可以获得。
液压系统/装置160是闭环系统/装置160，其能够在泵入口和出口维持合适的压力。当泵动作时，液压管路中产生压力和流动。液压管路的压力通过2个控制阀176、180来控制，一个控制阀(即，出口阀176)控制输出泵161的压力。另一个控制阀(即，入口阀180)控制输入泵161的压力。这些阀(出口阀176和入口阀180)是系统/装置160中的2个主要控制“杠杆”。控制阀176、180被远程控制，以改变用于不同波浪状况的压力。对于这个系统设置，佩尔顿涡轮机被2个控制阀和用于消耗由泵161产生的能量的热交换器177所取代。在盲侧169，没有流体转移。在泵的扩张过程中形成部分真空。在通过活塞密封件内部泄漏的情形下，流体将通过泄漏管排放，止回阀171将阻止流体在泵/活塞167/活塞杆170的扩张过程中流回到泵161。
杆/调整/工作侧液压蓄能器172在系统/装置160的优化中是很重要的。调整蓄能器172的气体充入和体积允许控制能流和能流的动态变化。并且，该闭环系统/装置160的一个特征是动态变化效应类似于“水锤”，即动量转移效应，其可通过调整/工作侧液压蓄能器172以及出口蓄能器174和入口蓄能器182的适当调整来减轻。动量转移效应可由一个或多个止回阀跳动(bouncing)而产生。
减压阀186阻止系统/装置160超压。系统/装置160包括泵161的杆/工作侧168上的蓄能器172、174、178、182，以允许储存液压能量和控制压力变化。排放/盲侧蓄能器187在其被再加压到装置160的主要(即，工作侧)液压管路之前储存由泵或系统水平面上的内部泄漏产生的液压流体。止回阀171、175、179、181、184确保液压流体沿正确的方向流动通过液压管路。在泵出口止回阀175之前还具有调整/工作侧液压蓄能器172，以调整系统/装置160并优化产生的能量。
通过装置160的流体的流动能够在“软”状态和“硬”状态之间变化。在软状态下，其对应于泵161上的最低负载，减压阀186完全打开，使大部分流体通过阀186泵送。在硬状态下，其对应于泵161上的最高负载，减压阀186和入口阀180完全封闭，并且出口阀176完全打开。
小电池运作的泵(即，补给电动泵189)将由于内部泵泄漏而损失的流体从泵161的工作侧168返回到泵161的盲侧169。
如图9所述/所示，所有仪器/传感器196、阀176、180和返回/补给电动泵189连接到本地安装的控制系统/控制器195。系统/装置160包括2个电池193、194。主电池(即，电池193)将电力供给到仪器和控制系统，包括仪器/传感器196、阀176、180和控制系统/控制器195。辅助电池194将电力供给到补给泵89和辅助设备。
参见图11，用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量的闭环液压装置200包括轴流液压泵201，该轴流液压泵201包括限定腔室203的泵体202。泵体202包括侧壁204，侧壁204具有由顶壁205封闭的上端和由底壁206封闭的下端。底壁206被设置成连接到基座(未示出)，该基座搁置于或固定到泵201所处水体的海床。
活塞207被腔室203收容，使活塞207将腔室203分成工作侧208和盲侧209，并且活塞207能够在腔室203内来回滑动。在活塞207和侧壁204之间的密封件(未示出)阻止流体流过活塞207并位于工作侧208和盲侧209之间。
活塞杆210从活塞207延伸，并穿过泵体202的顶壁205上的开口，使杆210能够与活塞207一起相对泵体202来回移动。密封件(未示出)阻止流体通过开口泄露到腔室203外。
泵201还包括止回阀211，止回阀211被连接到泵201的盲侧209。
尽管没有示出，但是浮力致动器通过绳索连接到活塞杆210的上端。
杆/调整/工作侧液压蓄能器212通过软管213连接到泵201的工作侧208。蓄能器212通过止回阀215连接到出口液压蓄能器214。可控制的出口阀216将出口蓄能器214连接到涡轮机或佩尔顿轮217，使流出阀216的液压流体能够使涡轮机或轮217旋转。涡轮机或轮217可连接到发电机(未示出)，使涡轮机或轮217的旋转能够驱动发电机，从而发电机产生或生成电。涡轮机或轮217的输出或出口被连接到水箱或蓄水池217，使从涡轮机或轮217流出的低压液压流体流入蓄水池217，如箭头218所示。涡轮机或轮217通过泵219、可控制的入口阀220、止回阀221和软管213连接到泵201的工作侧208。泵219可用来朝向泵201泵送流体。中间的液压蓄能器222被连接到泵201的工作侧208，与泵219和入口阀220并联。入口液压蓄能器223被连接到泵201的工作侧208，与止回阀221并联。减压阀224和减压阀225被连接在与泵201的工作侧208连接的液压管路的高压侧和该液压管路的低压侧之间。减压阀224和/或减压阀225是可控制的。
止回阀211通过软管227连接到排放/盲侧液压蓄能器226，而且还连接到补给电动泵228。止回阀229将泵228连接到蓄水池217。泵228能够将在包括蓄能器226的液压管路的盲侧内积聚的液压流体泵送回到蓄水池217内，该蓄水池217位于连接到泵228的出口的液压管路的工作侧上。
位于波浪线230左侧上的装置200的所有组件都位于海上水体内，而位于波浪线230右侧的装置200的所有组件都位于岸上。
尽管图11中没有示出，但是装置200可包括向装置200的各个组件供电的装置。例如，如果涡轮机或佩尔顿轮217驱动发电机，那么发电机将向充电装置供给电力。充电装置和电池充电模块可对装置200的一个或多个电池充电，电池向装置200的各个动力组件提供电力。
各个空气或气体充气管路231将各个蓄能器212、214、222、223、226连接到一个或多个岸上充气源(未示出)。
同装置160一样，装置200也可包括仪器和控制系统/控制器(未示出)。该控制器可由装置200的电池供给电力。
多个传感器(未示出)被连接到装置160的控制器的一个或多个输入。传感器可包括不同类型的传感器，包括压力、温度和流量传感器，其探测装置200内的液压流体的压力、温度和流量。
出口阀216、入口阀220和补给泵228、减压阀224和/或减压阀225可通过控制器来控制。该控制器可控制出口阀216、入口阀220、补给泵228、减压阀224和/或减压阀225的操作，以响应连接到控制器的输入的传感器的输出。换言之，该控制器可控制出口阀216、入口阀220、补给泵228、减压阀224和/或减压阀225的操作，以响应通过不同的传感器探测的压力、温度和流量。
控制器可控制出口阀216、入口阀220、补给泵228、减压阀224和/或减压阀225，使装置200能够从装置200所处的水体的波浪运动获取、转换或转移最佳量或接近最佳量的能量。
泵腔室203的工作侧208具有单个管路/软管/管路，调整/工作侧液压蓄能器212被连接到该管路。位于岸上的排放/盲侧液压蓄能器226和补给电动泵228将从泵201的盲侧209泄漏的流体转移到与泵201的工作侧连接的主液压管路的入口管路。减压阀224邻近泵201在回路的近海端连接主液压管路的出口管路和入口管路。减压阀224针对主液压管路中的过压提供失效保护。减压阀225(可设置也不设置，如果设置，则位于岸上)在海上减压阀224故障的情形下提供冗余。
液压流体的出口水流/流动驱动涡轮机217，涡轮机217的出口的用过的/低压流体返回到蓄水池/积水箱217用于预加压并返回泵201。其末端具有箭头的管路231通到岸上且是控制点。根据控制运算法则，管路231和不同蓄能器中的气体充入可不同于岸上。
出口控制阀216的功能可通过用于佩尔顿涡轮机/轮217的入口阀或枪型阀(spear valve)来执行，其中不需要单个的出口阀216组件，因为其被包含在佩尔顿涡轮机/轮217中。
参见图12，用于从波浪运动获取能量或转换波浪能量的闭环液压系统250与装置200相似，除了装置250包括一排8个轴流液压泵/波能转换器(WEC)201，各个泵201具有各自的调整/工作侧液压蓄能器212和连接到泵201的工作侧208的止回阀215、221。装置250仿制了包括多个“CETO”单元的全尺寸系统。
每个止回阀215被连接到歧管251，每个止回阀221被连接到歧管252。歧管251被连接到出口液压蓄能器214，歧管252被连接到入口液压蓄能器223。
每个泵201的盲侧可通过一个或多个软管227以及止回阀211连接到一个或多个排放/盲侧液压蓄能器226，并连接到补给电动泵228，补给电动泵228可通过止回阀229连接到装置250的蓄水池217。
以星号描述的各个空气/气体充气管路231将装置250的各个蓄能器212、214、222、223和226连接到一个或多个的岸上充气源(未示出)。
通常，装置250的泵201将这样设置，不超过3排。
泵201可以是或不是相同的泵。
在图12所示类型的典型设备/装置中，装置可包括在海上连接在一起并具有海上积水(offshore accumulation)的8个泵201的多个阵列，海上积水提供流动到岸上的涡轮机/佩尔顿轮217。岸上的外泵219将流动供给回到泵，以向下驱动海上泵201的活塞。这在图12中作为示例示意性地示出。可选地，涡轮机/佩尔顿轮217上的增压液压流体可用于将流动供给回到泵201来向下驱动泵201的活塞。
使用泵或点(point)WEC的可操作的电力站可配置任何数目的单元；单元的数目由电力站的总功率输出需要来确定。点WEC将被理解为任何WEC，其表现为能量的单点吸收器。
上面描述了用于控制和优化波能装置的不同系统。该波能装置包括波能转换器(WEC)，其使用具有液压动力输出的WEC，例如CETO等特定类型的WEC。WEC在闭环模式下运作。闭环包括在较高压力下的设备出口管路和在基本较低压力下的入口(返回)流体管路。流体在闭环中的循环大体上是基于水的。流体将能量转移到岸上。流体通过压力和流动来传输能量。此外，设有通过例如涡轮机或压力互换引擎等液压机械设备来从岸上工作流体去除能量的装置。
该系统可包括位于岸上和/或海上的控制元件。该控制元件可包括控制岸上出口管路和入口管路中的压力和流动的阀。此外，该控制元件可包括位于入口管路和出口管路之间的海上减压阀。控制元件还可包括位于海上的液压蓄能器。此外，控制元件可包括岸上的液压蓄能器。一个连接到出口管路，而另一个连接到入口管路。此外，控制元件可包括位于岸上在入口管路和出口管路之间的减压阀。
系统可使用控制运算法则来控制该控制元件。例如，如果控制元件包括液压阀并且气体压力给蓄能器中充气，那么控制运算法则可用来控制它们。
该控制运算法则可执行一个或多个下面的功能或具有一个或多个下面的特性：
a.在活塞受限和活塞自由两个极限之间并包括这两个极限，通过CETO WEC的蓄能器的体积变化(打开/闭合阀)来调整机械刚度。“活塞受限”是指因为液压流体在液压管路内的运动被限制到调整蓄能器允许的程度，所以活塞将经历最小运动量的情形；“活塞自由”是指流体在入口管路和出口管路之间自由流动并且活塞在其自身重力和施加到其上的外力的作用下自由移动的情形。
b.调整CETO的泵的活塞的参考位置，以适应潮汐时将产生的水深的缓慢变化。
c.根据附近海浪测量装置的实时输入来调整WEC装置的控制元件。这种装置可记录瞬时波浪高度(H)、波浪周期(T)、波浪幅度(θ)以及其它任何限定海况并将实时数据提供到运算法则的相关参数。
d.调整c中设置，使功率P是瞬时最大值。
e.调整c中设置，使功率P是瞬时最小值。如果进行维修和检查，该状况是理想的。
f.调整c中设置，使功率P超过最小值Pm，概率为pm。
g.应用预先设置的模板F来限制控制元件3)的值，这将时间间隔τ内通过WEC传递的总功率最大化。
h.所述时间间隔τ可在从数秒到数分到数小时的时期τε范围内变化。例如，对于连续的不规则海况，标准海上练习是20分，对于恶劣的海况是3小时。
i.每个时期τε将与独一的模板Fε相关，该模板Fε限定运算法则A的设定操作点和由运算法则A施加的控制范围。
j.控制运算法则A可包括一系列i)中的模板Fε，使得各个模板协作从而在最短和最长之间的任一时间时期提供最优能量输出Emax。即，运算法则A通常被调整来提供最大完整能量Emax，其中：
E max = ∫ τ ϵ min τ ϵ max P ( A , F ϵ ( τ ) ) dτ
k.特定运算法则A可从运算法则Ai的集合中选取，其中集合Ai包括仅限于一个或多个下列状况的元件：
a.特定地理位置；
b.特定水深和水深测量；
c.波浪活动的特定分类，例如，高能的波浪、海上的波浪、温和的波浪、近岸的波浪或这些波浪的组合；
d.一年的特定时间，例如，冬季、夏季；
e.WEC的特定结构；
f.WEC的特定物理结构，包括CETO共同未决专利申请中已经描述的能量释放装置；
g.WEC的特定物理状态，与WEC的运行历史的时间、状态相对应；
h.WEC的结构的任何其它变化；
i.年度主要海况。例如，西澳大利亚海上的斐济群岛的位置具有6到8个主要海况；以及
j.特定安全/紧急状况。
上面还描述了一种系统，其包括WEC阵列，所述WEC阵列一起并联连接到形成上面所述的闭环系统的同组入口和出口管路。
在包括一组WEC的系统中，运算法则A的优化受波浪幅度的影响。运算法则Ai和模板Fε本质上不同于单个的WEC。多单元的运算法则与单单元的运算法则的区别在于由单元之间的液压相互作用来控制。
上面描述了根据所有上述系统(其中运算法则Ai根据最佳筛选方法产生)的系统。
单点吸收波能转换器(WEC)例如单个CETO单元的响应可借助功率函数P(H，T，θ)在数学上说明，指出原则上瞬时功率是瞬时波浪高度H、瞬时波浪周期T和波浪幅度的瞬时角度的函数。实际的海洋可具有多个波浪方向、风浪、涌浪或其它可能的部分。
函数P表示瞬时功率。
响应函数P的产生可以通过多种方式获得：
i.使用正弦波激励的脉冲串来激励单个WEC并测量由此产生的瞬时功率P，该正弦波激励具有已知的周期T和振幅H；
ii.通过在有限要素模型和/或动态仿真模型中模拟输入到WEC，上述模型将功率输出精确描述为这些变量函数。
上述过程形成三维表面图，关于瞬时功率对瞬时波浪周期和瞬时波浪高度，通常称作“功率矩阵”。功率矩阵描述了受到海况和可能施加的控制的系统的机械反应，如上面3)中所述。对于假想的正弦波扰动，在波浪高度和波浪周期的给定值下，函数P与时间τ的积分产生在时间τ内传递的平均能量。
实际水浪的波浪高度和周期具有时间和空间随机(自由)变化。时间和空间分布函数被用来描述这些变化和其间的相互关系。由此产生的分布和例如皮尔逊莫斯科(Pierson Moskowitz)波谱等经验模型产生波浪高度波谱分布，每单位频率间隔上(波浪高度)2，单位为m2/Hz。这些分布函数的准确性可描述并预测在给定位置和年度给定时间上的典型的波候，这取决于在该位置获得的实际或模拟数据的数据记录多么广泛的。在该位置的观察或模拟的记录越广泛，从该数据获得的模型的预测力的统计可信度越高。
在给定位置和年度给定时间上的WEC的功率输出的统计预测性能可从机器响应(通过功率矩阵)的卷积和波浪模型获得；即，卷积函数。对时间τ的总预期能量输出通过卷积函数的时间积分提供。
如果卷积函数是稳固的，也就是说，假如其可以被用来高统计可信度地预测能量输出，那么该函数可通过将其用作最佳筛选方法来优化WEC(即，例如装置160、200、250等闭环液压装置)的响应。最佳筛选方法使用系统特性和驱动它的扰动(该情形下为波浪)的波谱特性的知识来使给定输出(在该情形下为WEC产生的能量)最大化。
实施最佳筛选方法引起控制运算法则Ai，及其相关的控制设定点和控制范围，如F所示，如上5)所述。最佳筛选方法产生改变WEC的控制元件的控制运算法则(如3)中所述)，使得装置的能量输出在时间标度τ上最大化。
产生最佳筛选和衍生运算法则的方法是用于单个波浪位置的下列：
i.使用上面概述的方法确定用于波能转换器的功率矩阵。该功率矩阵将是系统的状态变量的函数，也是时间的函数。状态变量包括：出口和返回回路的压力和流量，系统中的不同蓄能器的充气压力和体积。
ii.确定用于适合WEC的物理位置的海况的最稳固波谱。使用上述方法。最有可能的是任何位置可通过固定数目的主要海况来描述。
iii.使用功率矩阵对海况波谱密度进行卷积。注意波浪高度和波浪周期的变量之间可能存在自然的联系。由此产生的转移函数将单元的功率产量联系到WEC的状态变量以及驱动海洋的参数。该函数可对时间进行积分，以获得在该时间间隔上WEC的平均能量预期输出的评估。该能量评估是控制运算法则运行的WEC的状态变量的函数，并由用来预测海洋扰动的波谱的海洋模型的参数来确定。
iv.应用矢量计算技术来执行能量函数(状态变量)的多参数优化，并使用例如牛顿-拉夫逊方法等标准程序寻找当地或全球极值。数值分析和多元优化领域中的技术人员熟悉这些技术和应用这些技术的精确条件。
v.定义能量函数Emax中的向量空间的操作点和稳定的操作区域。这产生模板F。
vi.应用控制系统转移函数到状态变量来产生控制运算法则A。
vii.执行控制运算法则的模拟，来证实运算法则A和设定点F的精确性和稳定性。
viii.根据不同海况从ii)重复上述步骤，以填充所需控制法则Ai的空间。如果整体还包括机器的状态的变量，则从i)重复。
该运算法则发展过程和随后应用到WEC的一个重要特征是其能够被启发，即，其在WEC的操作寿命中具有学习的能力。在给定位置的波浪统计的最初模型评估可以是未精炼的，当WEC运行以及波候的更多详细的统计图像建立时，它们的预测的可信水平随着时间改进。通过将信息反馈到在ii)中的运算法则产生过程来获得学习。同样地，当关于超过操作寿命的设备老龄化的信息收集并反馈到在i)中的运算法则产生过程时，功率矩阵中具有启发过程的机会。在两种情形下，启发的发展引起运算法则Ai和模板F的更完整的组合，以在波能转换装置的使用寿命中遇到的所有状况下优化能量输出。
上面的描述和方法同样应用到波浪发电场和多个WEC。这里区别仅在于由于设备更复杂可能有更多的可被控的状态变量，以及
a)功率矩阵中将具有称作“幅度(spread)”的角关系；
b)WEC阵列中的各个单元之间将具有相互影响；
c)对于海况的入射角的分布将需要包含在波浪建模中。
关于优化，讨论是有用的。为了优化系统：
1.首先，确定功率矩阵；
2.使用功率矩阵和波浪模型来改进和优化系统转移函数。
3.使用对于物理位置的稳固波普模型来优化对于特定位置的转移函数。控制运算法则在此发挥作用。
公式如下：
Figure BPA00001562746400301
对上述装置的泵进行驱动的波浪是不规则的输入调节者，这意味着装置的泵被不规则地驱动。因此，装置需要被控制以将输出最大化。使用最佳筛选方法对装置进行控制。系统/装置的参数根据最佳筛选方法提供的“配方”设定。最佳筛选将通常根据装置的位置或例如夏季、冬季等季节而不同或变化。该最佳筛选可通过使用不同的参数和/或使用模型来测试系统/装置而获得。根据最佳筛选方法控制装置能够使装置的功率曲线下的能量最大化。
本领域技术人员可以理解的是在不偏离本发明的精神和范围的情况下，这里描述的对本发明的变形和改进是显而易见的。对于本领域技术人员显而易见的变形和改进被认为落入本发明的宽泛的范围和界限内。
在说明书和权利要求中，除了上下文需要，词语“包括”等将被理解为包含所述组件或组件的集合，但是不排除其他组件或组件的集合。
在说明书和权利要求中，除了上下文需要，词语“基本上”或“大约”将被理解为并非限制该词语所限定的范围的值。
可以清楚地理解，如果这里引用现有技术公开物，该引用并非承认该公开物形成澳大利亚或其它国家的技术领域内的公知常识的一部分。

Claims (18)

1.一种液压装置，其用于转换波能。
2.根据权利要求1所述的液压装置，其特征在于，所述装置是闭环液压装置。
3.一种方法，其用于控制根据权利要求1所述的液压装置。
4.一种方法，其用于获得控制根据权利要求1所述的液压装置的最佳筛选法。
5.一种液压装置，其包括用于泵送通过所述装置的流体的泵和用于控制所述流体的流动的控制元件。
6.一种系统，其用于控制和优化波能装置，所述系统包括：波能转换器，其采用具有液压功率输出的波能转换器，所述转换器在闭环模式下运作，所述闭环包括处于高压的设备出口管路和基本处于低压的流体入口管路，在所述闭环内循环的流体基本上基于海水，所述流体将能量转移到岸，所述流体通过压力和流量来传输能量，还包括装置，所述装置通过例如涡轮机或压力互换引擎等液压机械设备将岸上工作流体的能量转移。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述系统包括岸上和海上的控制元件。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其中，所述控制元件包括：阀，其调节岸上所述出口管路和所述入口管路中的压力和流动；海上减压阀，其位于所述入口管路和所述出口管路之间；海上的液压蓄能器以及岸上的液压蓄能器，一个连接到所述出口管路，另一个连接到所述入口管路；以及位于岸上在所述出口管路和所述入口管路之间的减压阀。
9.根据权利要求6到8中任一项所述的系统，其中，使用控制运算法则来控制多个液压阀和所述蓄能器中的充气压力。
10.一种控制运算法则，其用于根据权利要求4和6-9中任一项所述的系统。
11.根据权利要求10所述的控制运算法则，其特征在于，所述运算法则能够执行下面的一个或多个功能或具有下面的一个或多个特性：
a.在活塞受限和活塞自由的两个极限之间并包括这两个极限，通过CETO WEC的蓄能器的体积变化(打开/闭合阀)来调整机械刚度。“活塞受限”是指因为液压流体在液压管路内的运动被限制到调整蓄能器允许的程度，所以活塞将经历最小运动量的情形；“活塞自由”是指流体在入口管路和出口管路之间自由流动并且活塞在其自身重力和施加到其上的外力的作用下自由移动的情形；
b.调整CETO的泵的活塞的参考位置，以适应潮汐时将产生的水深的缓慢变化；
c.根据附近海浪测量装置的实时输入来调整WEC设备的控制元件。这种装置可记录瞬时波浪高度(H)、波浪周期(T)、波浪幅度(θ)以及其它任何限定海况的相关参数，并可将这些数据实时提供到所述算法；
d.调整c)中的设置，使功率P是瞬时最大值；
e.调整c)中设置，使功率P是瞬时最小值，如果进行维修和检查，该状况是理想的；
f.调整c)中设置，使功率P超过最小值Pm，概率为pm；
g.应用预先设置的模板F来限制控制元件3)的值，这使时间间隔τ内通过WEC传递的总功率最大化；
h.所述时间间隔τ在从数秒到数分到数小时的时期τε范围内可变化。例如，对于连续的不规则海况，海上标准做法是20分，对于恶劣的海况是3小时。
i.每个时期τε将与独一的模板Fε相关，该模板Fε限定运算法则A的设定操作点和由运算法则A施加的控制范围；
j.控制运算法则A可包括一系列如同i)中的模板Fε，使得各个模板协作从而在最短和最长之间的任一时间时期提供最优能量输出Emax。即，法则A始终被调整来提供最大整合能量Emax，其中：
E max = ∫ τ ϵ min τ ϵ max P ( A , F ϵ ( τ ) ) dτ
k.特定运算法则A可从运算法则Ai的集合中选取，其中集合Ai包括明确为下列一个或多个状况的恶劣天气：
a.特定地理位置；
b.特定水深和水深测量；
c.波浪运动的特定分类，例如，高能的、海上的、温和的、近岸的或这些的组合；
d.一年的特定时间，例如，冬季、夏季；
e.WEC的特定结构；
f.WEC的特定物理结构，包括CETO共同未决专利申请中已经描述的能量释放装置；
g.WEC的特定物理状态，与WEC的运行历史的时间、状态相对应；
h.WEC的结构中的任何其它变化；
i.年度主要海况。例如，西澳大利亚海上的斐济群岛的位置具有6到8个主要海况；以及
j.特定安全/紧急状况。
12.一种系统，其包括WEC阵列，所述WEC阵列一起并联连接到同组的入口管路和出口管路，所述入口管路和所述出口管路形成根据权利要求6到10中任一项所述的闭环系统。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，运算法则A的优化还受波浪幅度影响，这些运算法则Ai和这些模板Fε本质上不同于单个的WEC的运算法则Ai和模板Fε，相比于单个单元，多单元在运算法则上的不同在于由单元之间的液压相互作用来控制。
14.根据权利要求6到13中任一项所述的系统，其特征在于，所述运算法则Ai根据最佳筛选方法产生。
15.一种液压装置，包括：
液压泵，包括限定腔室的本体和将所述腔室分成工作侧和盲侧的活塞；以及
连接到所述腔室的盲侧的盲侧液压蓄能器。
16.一种液压装置，包括：
液压泵，包括限定腔室的本体和将所述腔室分成工作侧和盲侧的活塞；以及
连接到所述腔室的工作侧的工作侧液压蓄能器
17.一种液压装置，其包括用于循环通过所述装置的流体的液压泵和用于控制所述装置的液压控制器。
18.一种液压装置，其基本上如这里参照附图所述。
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