【目的】 高比率の水力発電機群の運転において、調速器パラメータの合理的な設定が困難であり、超低周波振動を誘発しやすい問題に対して、改良粒子群アルゴリズムに基づく調速器パラメータ最適化手法を提案し、システムの低周波振動抑制能力と運転安定性を向上させることを目的とする。 【方法】 典型的な発電機-水車カップリングモデルを研究対象とし、改良粒子群アルゴリズム（particle swarm optimization, PSO）に基づくパラメータ最適化フレームワークを構築した。多戦略粒子初期化により初期集団の分布均一性を向上させ、動的多様性強化機構を導入して探索過程を適応的に調節し、早期収束を回避する；また、低周波振動特性、調整時間、オーバーシュート、定常状態誤差などの主要性能指標を統合した頑健な適応度関数を設計し、低周波性能に向けた多目的最適化モデルを形成した。 【結果】 比較シミュレーションにより、提案手法を従来のPSO、強化型PSO、クジラ最適化アルゴリズム、グレイウルフ最適化アルゴリズムおよび経験的調整法と体系的に評価した。結果は、提案した改良PSOが超低周波振動抑制に最適な性能を示し、振動振幅と減衰時間を大幅に低減し、システムの調整時間を短縮し、オーバーシュートを効果的に抑制し、擾乱条件下でより優れた動的安定性とパラメータのロバスト性を有することを示している。 【結論】 提案する改良粒子群アルゴリズムに基づく調速器パラメータ最適化手法は、パラメータの効率的かつ信頼性の高い設定を実現し、高比率水力システムの超低周波振動抑制に対する工学的に実現可能な技術的解決策を提供する。

水力発電機群;超低周波振動;粒子群最適化;分数階PID制御;パラメータ調整