【목적】 고비율 수력발전기 운전 시 조속기 매개변수의 합리적 설정이 어려우며 초저주파 진동을 유발하기 쉬운 문제를 해결하기 위해, 개량된 입자군집 알고리즘을 기반으로 한 조속기 매개변수 최적화 방법을 제안하여 시스템의 저주파 진동 억제 능력과 운전 안정성을 향상시키고자 한다. 【방법】 대표적인 발전기-수차 결합 모델을 연구 대상으로 하여, 개량된 입자군집 알고리즘(particle swarm optimization, PSO)을 기반으로 한 매개변수 최적화 프레임워크를 구축하였다. 다중 전략 입자 초기화를 통해 초기 개체군 분포의 균일성을 향상시키고, 동적 다양성 강화 메커니즘을 도입하여 탐색 과정을 적응적으로 조절하여 조기 수렴을 방지하였다; 동시에 저주파 진동 특성, 조정 시간, 오버슛 및 정상 상태 오차 등 주요 성능 지표를 통합한 견고한 적합도 함수를 설계하여 저주파 성능을 목표로 하는 다목적 최적화 모델을 형성하였다. 【결과】 비교 시뮬레이션을 통해 제안된 방법을 기존 PSO, 강화 PSO, 고래 최적화 알고리즘, 그레이 울프 최적화 알고리즘 및 경험적 설정법과 체계적으로 평가하였다. 결과는 제안된 개량 PSO가 초저주파 진동 억제에서 최적의 성능을 보이며, 진동 진폭과 감쇠 시간을 크게 감소시키고 시스템 조정 시간을 단축하며 오버슛을 효과적으로 억제하고, 교란 조건에서 더 나은 동적 안정성과 매개변수 강인성을 가짐을 나타낸다. 【결론】 개량된 입자군집 알고리즘에 기반한 조속기 매개변수 최적화 방법은 매개변수의 효율적이고 신뢰할 수 있는 설정을 실현할 수 있으며, 고비율 수력 시스템의 초저주파 진동 억제를 위한 공학적 실현 가능한 기술적 해결책을 제공한다.

수력발전기; 초저주파 진동; 입자군집 최적화; 분수 차수 PID 제어; 매개변수 설정