Abstract In this paper, a distributed optimal reactive power control (DORPC) scheme is proposed for minimizing the total losses of doubly fed induction generator (DFIG)-based wind farms (WFs), including the losses of generators, converters, filters, and networks. The DORPC minimizes total WF losses by optimally coordinating reactive power outputs of the DFIG stator and the grid-side converter. The optimal control problem is solved in a distributed manner by using the consensus alternating direction method of multipliers (ADMM). With the consensus ADMM, the total WF loss optimization problem is transformed into a distributed optimal power flow problem considered with DFIGs’ optimal operation. The optimization problem with local constraints considers the reactive power limit of DFIG-based wind turbines (WTs) and the voltage limits at all WT terminal buses inside the WF. In the DORPC, the optimal control problem is solved by the collector bus station controller and WT controllers in parallel, only with the information exchange between immediate neighbors. It eliminates the need of a central controller and centralized communication, implying better robustness and plug-and-play capability. A WF with 20 DFIG-based WTs was used to validate the proposed DORPC scheme.

中文翻译：

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基于 ADMM 的分布式最优无功控制，用于双馈风电场的损耗最小化

摘要 本文提出了一种分布式最优无功功率控制 (DORPC) 方案，以最小化基于双馈感应发电机 (DFIG) 的风电场 (WF) 的总损耗，包括发电机、转换器、滤波器和网络的损耗。 . DORPC 通过优化协调 DFIG 定子和网侧变流器的无功功率输出来最小化 WF 总损耗。最优控制问题是通过使用乘法器的共识交替方向法（ADMM）以分布式方式解决的。使用共识 ADMM，将 WF 总损耗优化问题转化为考虑 DFIG 优化运行的分布式最优潮流问题。具有局部约束的优化问题考虑了基于 DFIG 的风力涡轮机 (WT) 的无功功率限制和 WF 内所有 WT 终端总线的电压限制。在 DORPC 中，最优控制问题是由收集器总线站控制器和 WT 控制器并行解决的，只需要直接邻居之间的信息交换。它消除了对中央控制器和集中通信的需要，意味着更好的鲁棒性和即插即用能力。具有 20 个基于 DFIG 的 WT 的 WF 用于验证所提出的 DORPC 方案。它消除了对中央控制器和集中通信的需要，意味着更好的鲁棒性和即插即用能力。具有 20 个基于 DFIG 的 WT 的 WF 用于验证所提出的 DORPC 方案。它消除了对中央控制器和集中通信的需要，意味着更好的鲁棒性和即插即用能力。具有 20 个基于 DFIG 的 WT 的 WF 用于验证所提出的 DORPC 方案。