随着化石能源的逐渐稀少，人们将目光逐渐转向可再生能源，其中太阳能、风能使用范围最广,风能现在成为了世界上增长最迅速的可再生能源之一。在大多数风力发电发电系统中，由于双馈感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)具有独立的有功和无功功率解耦控制，风能利用效率更高，系统稳定性更好，运行范围更广等特点，因此被广泛的应用。
　　随着大兆瓦风电机组的广泛应用，以及大规模的风电场地域广、机组台数多的特点，风电场内部的线路损耗等问题会更加明显。有功损耗的增加会导致系统传输功率过程中消耗更多能量，降低了电能的传递效率。本文提出一种降低风电场总损耗的无功功率控制策略。
　　本文首先研究了风电机组的基本特性，根据变速恒频双馈风力发电机的结构特点，建立了双馈感应发电机的数学模型。根据数学模型，建立出DFIG的定子磁链定向矢量控制和网侧电压定向矢量控制方式，实现了定子无功功率和网侧无功功率的解耦控制，并建立定子侧无功功率控制模型和网侧无功功率控制模型。并由此推导出整个风电场的离散状态无功功率控制模型。
　　其次根据风电场中各设备的损耗模型，包括发电机损耗、变流器损耗、滤波器损耗和输电线路损耗，采用线性化处理得到各种损耗关于无功功率的二次规划式。采用模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)方式，建立DFIG风电场总损耗最小值的目标函数，预测未来一段预测时间内的无功功率状态量和输出量，通过滚动优化和求解目标函数得到风电场中各个风机的无功功率控制量。并且每台风机的无功功率控制量之和等于风电场的总无功功率需求，实现功率追踪。建立仿真模型,与风电场输电线路损耗最小化为目标的无功功率控制方案进行比较，证明了该控制策略的有效性。
　　同时，由于模型预测控制采用集中式的计算方式，会加重计算负担与交流成本，因此本文提出一种基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)损耗优化控制策略。建立中央处理器与多个风机处理器，由中央处理器优化输电线路损耗，每个风机内设置一个风机处理器，独立并行的优化电机内部损耗和变流器损耗。最后建立仿真模型，与风电场输电线路损耗最小化为目标的控制策略进行对比，仿真结果证明了该控制策略的有效性。