当前,海上风力发电技术正面临着高能源成本的挑战。为了降低发电成本,提高海上风电场的发电量,多种清洁能源联合利用装置成为海洋工程领域研究的新热点。其中,海上风能波浪能联合利用装置的相关研究极具代表性。在风电场中安装波浪能发电装置,使风机和波浪能发电装置共享相同的支撑平台、系泊系统和电力传输系统,不仅可以节省海域空间、降低波浪能发电装置的运营成本,同时还能提高风电场的发电量。参考挪威北海Statfjord站点的相关风浪条件,对此新型风浪能联合利用装置的发电性能和动态响应进行了研究。本文从风机的建造成本和维护成本、深海海洋环境作业的要求及设备集成等角度出发,提出了一种新型风浪能联合利用装置的概念。基于STC（Spar-Torus Combination）和SFC（Semisubmersible Flap Combination）,选用SFC装置中稳定性和造价较低的半潜浮式风机,并结合四个STC装置中发电效率较高的环形波浪能发电装置,设计了基于半潜平台的新型风浪能联合利用装置CTC（CSC-Torus-Combination）,并介绍了该新型风浪能联合利用装置的工作原理、主体尺寸参数、附加波浪能发电装置的结构参数等。综合考虑风机的控制器、波浪能发电装置以及风机叶片上的气动载荷、风机半潜平台上的水动力载荷和系泊张力,建立了该新型风浪能联合利用装置CTC的耦合数值仿真模型。通过自由衰减运动分析,对比验证了半潜浮式风机的固有周期,确保了数值模型的合理性。基于气动-水动-控制-结构动力学一体化的耦合仿真模型,并参考挪威北海Statfjord站点的相关风浪条件,选取一系列典型湍流风与非规则波联合分布的一般运行海况,对此新型风浪能联合利用装置的动力响应进行了研究。研究结果表明:加入波浪能发电装置后的新型风浪能联合利用装置CTC较比于原半潜风机CSC,纵荡、横荡、纵摇方向的平均运动减小,塔基弯矩的均值减小。其次选取四组不同的波浪能装置PTO（Power take-off）动力输出装置的BPTO阻尼参数设置方案,对该新型风浪能联合利用装置在运行海况下的发电性能进行分析。研究结果表明:在同一运行海况下,不同安装位置的波浪能发电装置取得最大发电量所对应的并不是同一个BPTO阻尼参数;且对某一指定的波浪能发电装置来说,其他位置波浪能发电装置BPTO阻尼参数设置的变化会影响这一波浪能发电装置的发电量。对于年发电量来说,平均风力发电量相差甚微,年风力发电总量的损失率仅为0.65%,且当四个波浪能发电装置的BPTO阻尼参数都设置为2000 k Ns/m时,CTC的年总发电量比CSC可提高约24.5%。最后,本文以前述工作（新型风浪能联合利用装置在一般运行海况下的性能的研究结果）为基础,对比研究了极端工况下附加波浪能发电装置及两种不同生存工作状态对新型风浪能联合利用装置CTC动力响应特征的影响规律,重点参考动力输出装置PTO的接触力、端止系统的瞬时力等影响因素,并提出了风浪能联合利用装置CTC在极限工况下的自存策略。研究结果表明:基于安全性考虑,新型风浪能联合利用装置CTC在极端工况时,位于半潜平台侧边立柱的三个波浪能发电装置应采用锁定状态,同时中间立柱的波浪能发电装置采用释放状态。