优质陆地风电资源有限,海上风速高、潜在开发量大,使海上风电占有重要地位。传统风力机机舱重量大,大幅提升塔筒和基础的重量,增加海上风电场建造成本。液压传动式风力机可通过将发电机转移到平台上实现机舱减重,但其目前存在偏航时管道发生扭转、低速大排量液压泵加工困难、斜盘式变量泵部分排量工况下效率过低等问题。针对上述问题,本文设计了一种基于数字泵的液压传动式风力机,规划风力机运行模式,以期为减少海上风电场成本提供一种新的解决方案。通过分析液压传动式风力机工作原理,提出了采用锥齿轮传动将液压泵布置于塔筒内的传动方式,建立了风力机能量转化过程数学模型。研究了相关参数对蓄能器稳定流量波动的影响规律。以1.5 MW额定发电功率为例,计算了液压系统关键参数。设计了一种数字泵机械结构,通过圆柱凸轮统一驱动多组柱塞缸模块、采用高速电磁开关阀和单向阀实现柱塞缸模块的配流,制定排量控制方法,得到了数字泵流量输出特性。构建了数字泵仿真模型,分析了数字泵的动态响应,结果表明:随着排量系数的增大,数字泵输出流量和反转矩都呈现“阶梯型”增加,并在理论流量和理论转矩附近脉动。数字泵的输出流量通过蓄能器稳流之后,其流量波动程度得到很大衰减。根据风力机有效运行风速区域,规划液压传动式风力机运行方式。在风速较低时,通过间歇发电,避免发电机低功率时效率下降的问题;当风速较高时,风力机持续发电,蓄能器稳定马达输出功率;当风速高而电力需求小时,蓄能器吸收多余能量。研究了基于数字泵的液压传动式风力机最佳功率追踪方法:通过检测风速,调节数字泵的有效排量,使风轮运行在最佳转速附近。应用Matlab/Simulink和AMEsim软件构建了液压传动式风力发电系统仿真模型,仿真结果验证了运行方式的合理性,风力机在额定风速下可以获得较大的风能利用系数,初步验证了基于数字泵的液压传动式风力机总体方案的正确性。