CN117955065A - 一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法和系统，方法包括：采集各变压器的中性点电流，并判断采集的中性点电流是否超过预设的标准值；若中性点电流超过标准值，则对该中性点电流进行频谱分析；根据频谱分析结果，区分中性点电流的主要来源电流；将各个主要来源电流注入预先构建的地铁杂散电流区域网格数学模型中，获取最佳适应度求解值；根据最佳适应度求解值对对应变压器的中性点接地隔直装置进行阻抗切换，以抑制各个主要来源电流。与现有技术相比，本发明具有抑制变压器多源中性点电流效果良好、实现动态杂散电流的实时抑制、仿真计算结果与实际误差较小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电路杂散电流抑制技术领域，尤其是涉及一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法和系统。
背景技术
杂散电流主要定义和危害：
雷击、地磁暴感生电流（GIC）、高压直流输电线路接地极入地电流以及地铁杂散电流都会使得变压器产生直流偏磁，其中雷击的主要防护措施为避雷器，而GIC、高压直流输电线路接地极入地电流以及地铁杂散电流则被统称为杂散电流，防护措施目前主要以外加隔直电容设备、小电阻防护装置为主。
随着城市化进程的快速加快，愈发密集的地铁系统交通网会随着接地系统的老化泄放更多的杂散电流，引起周边地电位的快速变化，杂散电流进而快速入侵电网系统，使得电力系统变变压器直流偏磁影响，引起主变振动和噪声加剧，甚至导致严重的变压器事故。与此同时，随着特高压直流网络的快速密集建设，其直流接地极也会泄放接地电流，一旦接地装置接地不良，会引起接地泄放电流幅值增大，同时也会引起电网系统变压器的直流偏磁。
由于地球磁场变化（例如太阳黑子频繁活动等因素造成地球磁场变化）在地球表面会产生一定的感应电势，即地表电势（Earth Surface Potential），简称 ESP；又由于电力变压器中性点接地，两台变压器通过架空线和大地形成回路。这样由于两个中性点所处的地表电势不同，就会在系统中产生一个电流，即地磁感应电流(GIC)。GIC会引起变压器过激磁、谐波含量增加，还会使得变压器振动和噪声增加、变压器感性无功功率增大，损耗温升提高。
不同性质杂散电流的区别：
地磁暴感生电流（GIC）引起的杂散电流频率特性（大尺度、大范围、缓变性、频次低）：地磁暴是由太阳活动引起的，包括太阳风和太阳耀斑等，导致地球磁场的剧烈扰动。这种扰动会导致地球磁场的短时间内发生剧烈变化，从而诱发感应电流。但地磁暴引起的杂散电流通常具有较低的频率，通常在赫兹（Hz），一般在 0.0001~-0.01Hz。这些低频杂散电流主要影响电力系统和通信系统。
地铁泄露电流引起的杂散电流频率特性（小尺度、小范围、频次高、周期性）：地铁泄露电流通常具有相对较高的频率，通常在赫兹至千赫兹范围内，主要频谱一般为0.01Hz-0.1Hz。这些较高频率的杂散电流主要影响电磁干扰和电磁兼容性（EMI/EMC）问题，可能对周围的电子设备和通信系统产生干扰。
特高压（UHV，Ultra-High Voltage）变电站接地极引起的杂散电流频率特性主要受到特高压输电系统的运行频率和接地极结构的影响。以下是特高压变电站接地极引起的杂散电流频率特性的一般特点：特高压输电系统的运行频率通常是50赫兹（Hz）或60赫兹，具体取决于不同地区的电力系统标准。因此，特高压变电站接地极引起的杂散电流的基本频率与电力系统的运行频率相同。特高压变电站接地极所引起的杂散电流中，最主要的成分是与电力系统的基本频率相对应的成分。对于50赫兹系统，主要成分位于50赫兹附近，对于60赫兹系统，主要成分则位于60赫兹附近。除了基本频率成分外，特高压输电系统还可能在电力系统中引入谐波成分。这些谐波成分通常是50赫兹或60赫兹的整数倍，如第二谐波（100赫兹或120赫兹）、第三谐波（150赫兹或180赫兹）等。同时直流特高压（UHVDC）接地入地电流会随着电极极性的切换使得入地电流频率可以达到100Hz。
目前电力系统变压器针对杂散电流的主要抑制措施：
1、传统方法（传统的方法无法抑制地电流中的谐波成份）
针对变压器直流偏磁问题，目前比较常用的传统方法有反向注入电流法、中性点串联电阻法、中性点串联电容法、中性点串联阻容法、线路串电容法、电位补偿法等方法。目前的抑制措施一般是通过改变阻抗来限制直流电流的大小或通过串接电容达到隔直的目的来抑制直流偏磁的。
（1）反向注入电流法，是指在变压器中性点注入一个与流入电流方向相反，幅值略小于流入电流(一般为80%)的直流电流，可以部分抵消地网流过中性点接地变压器的直流电流，基本消除了直流偏磁对变压器的影响。反向注入电流法通过一台直流发生装置向变压器中性点注入方向可变的直流电流I。考虑到分流作用的影响，流入该地网的电流为I′，此时地网电位值U=I′R=KIR，其中K为分流系数，R为地网的接地电阻。R不变，可以通过改变I来改变地网的电位值。而电流I′可以由变压器中性点处装设的监测装置得到，根据I′来调整I的大小。
（2）中性点串联电容法，在变压器中性点串联电容器可以对流过中性点的直流电流达到一个阻隔的作用，从而消除直流对变压器的影响。为了保证可靠接地，中性点装设的电容器容抗很小。该方法需要设置旁路保护装置，设置旁路保护的原因是防止故障时很大的交流系统接地零序电流流过电容器产生暂态过电压对电容器及变压器造成破坏。故障时采用放电间隙作旁路，也基本保证了系统接地阻抗的连续性，对系统中已经投运的继电保护和空载变压器的操作影响很小，不会引起工频或谐波谐振等过电压。此外，由于中性点正常运行时电流较小，在中性点装设的电容器数量相对较少。中性点串联耦合电容的方法用于阻断变压器的直流分量较普遍。
（3）中性点串联电阻法。流过变压器中性点的直流电流的大小取决于直流输电线路与大地回线所造成的中性点接地电位差和变压器中性点接地电阻、绕组和线路的等效电阻，在变压器中性点串联限流电阻，可以有效抑制中性点的直流电流。中性点串联电阻法也需要设置旁路保护装置。串联装设的限流电阻阻值应足够大，才能满足限流的要求。为保证系统的可靠接地，需要在故障时通过放电间隙将电阻旁路，这样会使系统接地阻抗不连续，从而使继电保护整定变得复杂化，目前这种抑制措施在实际中的运用还很少。
（4）中性点串阻容法。在串联电容法的基础上，考虑到暂态过电压对系统继电保护装置的要求比较高，特别是在单相接地故障时，电容器承受的电压非常高，所以可以在电容支路上串联电阻来吸收电容过多的能量。该方法和中性点串联电容法一样，也必须配置快速可靠的旁路保护系统。在均需要旁路保护及对旁路保护的技术条件、安全可靠性要求一样时，使用电容器抑制直流偏磁具有很大的优势。目前投运的电容隔直装置的电容器工频阻抗均在0.8~1.2Ω之间。
（5）线路串电容法。在变压器绕组出线处装设串联电容补偿，可以有效地阻断流过变压器中性点的直流电流通路。在系统中存在自耦变压器时，必须在与交流系统相联的所有出线上均装设串联电容器，才能有效地抑制和消除流过相关变压器中性点的直流电流。一般交流电网出线较多，使得装设的电容器也比较多，要达到理想的效果需安装的电容器容量较大。
（6）电位补偿法，不同变电站地网之间存在电位差时，电流会由高电位处流向低电位处，利用电位补偿元件，对两个变电站地网电位差进行补偿，使变压器中性点电位一样或相近，能有效减小或消除变压器中性点直流电流。
2、区域综合治理方法（局限在静态治理，无法做到动态治理，根据频域分析进行综合治理）
对于区域内中性点地电流整体抑制策略，目前主要有基于双目标函数 PSO 算法，针对直流输电单极运行产生的地电流提出了中性点小电阻阻值的参数优化配置方案；基于遗传算法，针对地磁感应电流提出了电容隔直装置的安装选点方案。基于改进轮盘赌选择的遗传算法，引入有效偏磁电流的概念，对隔直装置进行优化配置。基于轮盘赌遗传算法将中性点串联电容法与中性点串联电阻法结合对区域地电流进行治理。
3、不足之处
由于GIC、地铁杂散电流以及高压直流接地极入地电流三种电流在频谱特性上存在不同的特点，目前上述方法都不能基于不同频段的动态杂散电流进行综合治理，故需要提出一种基于频率分析多源杂散电流的智能防护方法对区域内杂散电流进行综合治理，对电力变电站变压器进行综合防护。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法和系统，实现对区域内杂散电流的综合治理。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，包括以下步骤：
采集各变压器的中性点电流，并判断采集的中性点电流是否超过预设的标准值；
若中性点电流超过标准值，则对该中性点电流进行频谱分析；
根据频谱分析结果，区分中性点电流的主要来源电流；
将各个主要来源电流注入预先构建的地铁杂散电流区域网格数学模型中，获取最佳适应度求解值；
根据最佳适应度求解值对对应变压器的中性点接地隔直装置进行阻抗切换，以抑制各个主要来源电流。
进一步地，对中性点电流进行频谱分析的方法为快速傅里叶分析、离散傅里叶变换、窗口傅里叶变换或小波变换。
进一步地，通过频谱分析从所述中性点电流中区分的主要来源电流包括：地磁暴感生电流、地铁杂散电流、特高压直流接地极入地电流和特高压交流接地极入地电流。
进一步地，根据各个主要来源电流所处的频段范围从所述中性点电流中进行区分，
所述地磁暴感生电流的频段在0.0001~-0.01Hz范围以内，所述地铁杂散电流的频段在0.01Hz-0.1Hz范围以内，所述特高压直流接地极入地电流的频段为n×50Hz或n×60Hz，n为正整数，所述特高压交流接地极入地电流的频段在100Hz以下。
进一步地，所述地铁杂散电流区域网格数学模型为结合了地铁网格模型和土壤分层模型的数学模型，所述地铁网格模型采用钢轨-排流网-大地三层结构模型，所述土壤分层模型通过将大地土壤层按阻抗特性等效成多片各向同性阻抗层的组合，从而进行土壤分层建模。
进一步地，所述最佳适应度求解值用于调整变压器的中性点接地隔直装置的阻抗，使得对应区域内的中性点电流小于对应的标准值，所述最佳适应度求解值通过遗传算法求解；
所述遗传算法包括以下步骤：
在预期的取值范围内随机选择N个阻抗值，N为种群染色体数，作为初始种群；
根据所述地铁杂散电流区域网格数学模型中变压器的中性点接地隔直装置的阻抗与偏磁电流之间的关系，构造适应度函数，并计算种群中每个个体的适应度值；
基于改进轮盘赌选择，将个体适应度值作为每个个体在下一代中出现的概率，并按照此概率随机选择个体构成子代种群；
按照设定交叉概率对上一步所得子代种群进行交叉操作；按照设定变异概率对上一步所得子代种群进行变异操作；
计算上一步所得子代种群阻抗值中对应的偏磁电流值，判断其中的最优偏磁电流值是否满足小于预设的限值，若不满足该终止条件，则将此子代种群作为新的种群，重复上述除获取初始种群以外的步骤，否则进行下一步；
输出种群中适应度最优的个体作为所求的阻抗值。
进一步地，所述方法还包括：在进行阻抗切换后，重新采集该变压器的中性点电流，判断该中性点电流是否超过预设的标准值，从而评估中性点接地隔直装置进行阻抗切换前后的变压器直流偏磁状态，同时对所述地铁杂散电流区域网格数学模型进行自适应阻抗变化和拓扑变化。
本发明还提供一种采用如上所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法的多源杂散电流智能防护系统，包括：
变压器中性点电流传感器，用于实时采集各变压器的中性点电流；
变压器中性点接地隔直装置，设有阻抗切换装置，用于进行阻抗切换；
数据处理平台，用于判断变压器中性点电流传感器采集的中性点电流是否超过预设的标准值，若中性点电流超过标准值，则对该中性点电流进行频谱分析；根据频谱分析结果，区分中性点电流的主要来源电流；将各个主要来源电流注入预先构建的地铁杂散电流区域网格数学模型中，获取最佳适应度求解值；
根据最佳适应度求解值对对应变压器的中性点接地隔直装置发出阻抗切换控制指令，以抑制各个主要来源电流。
进一步地，所述变压器中性点电流传感器安装在接地扁钢处。
进一步地，所述数据处理平台采用SoC芯片。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）抑制变压器多源中性点电流效果良好：由于本发明对变压器中性点电流进行了分频段的电流频谱分析，可以更精准地匹配隔直装置的阻抗，以达到对区域内各个变压器中性点杂散电流进行精准抑制。
（2）动态杂散电流的实时抑制：本发明对变压器中性点电流进行实时检测，通过数据处理平台对隔直装置的阻抗进行实时匹配，实现对动态杂散电流的实时抑制。
（3）仿真计算结果与实际误差较小：本发明利用地铁杂散电流区域网格数学模型可较为精确得出杂散电流分布情况，运用遗传算法可快速有效得到匹配阻抗的数值。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中提供的一种地铁与变电站分布示意图；
图3为本发明实施例中提供的一种基于最佳适应度求解值的用于调整变压器中性点接地隔直装置的阻抗的遗传算法示意图；
图2中，1、变压器中性点电流传感器，2、变压器中性点接地隔直装置， 4、地磁暴感应电流GIC，5、地铁杂散电流，6、直流/交流特高压接地极入地电流，7、变压器直流偏磁。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，包括以下步骤：
S1：采集各变压器的中性点电流，并判断采集的中性点电流是否超过预设的标准值；
S2：若中性点电流超过标准值，则对该中性点电流进行频谱分析；
对中性点电流进行频谱分析的方法可以采用快速傅里叶分析（可以对地铁杂散电流这类周期性信号进行处理）、离散傅里叶变换（可以对GIC电流信号进行处理）、窗口傅里叶变换（可以选择不同时间窗口对三种电流信号进行分频段分析）、小波变换（可以捕捉中性点电流的瞬时特征）等不同频域分析方法；
S3：根据频谱分析结果，区分中性点电流的主要来源电流；
通过频谱分析从中性点电流中区分的主要来源电流包括：地磁暴感生电流、地铁杂散电流、特高压直流接地极入地电流和特高压交流接地极入地电流。
根据各个主要来源电流所处的频段范围从中性点电流中进行区分，
地磁暴感生电流的频段在0.0001~-0.01Hz范围以内，地铁杂散电流的频段在0.01Hz-0.1Hz范围以内，特高压直流接地极入地电流的频段为n×50Hz或n×60Hz，n为正整数，取决于特高压变电站系统采用50Hz还是60Hz；特高压交流接地极入地电流的频段在100Hz以下。
S4：将各个主要来源电流注入预先构建的地铁杂散电流区域网格数学模型中，获取最佳适应度求解值；
优选的，地铁杂散电流区域网格数学模型是一种结合了地铁网格模型和土壤分层模型的数学模型。其中地铁网格模型采用“钢轨-排流网-大地”三层结构模型，土壤分层模型是将大地土壤层按阻抗特性等效成多片各向同性阻抗层的组合的建模；
最佳适应度求解值用于调整变压器的中性点接地隔直装置的阻抗，使得对应区域内的中性点电流小于对应的标准值，最佳适应度求解值通过遗传算法求解，遗传算法包括以下步骤：
在预期的取值范围内随机选择N个阻抗值，N为种群染色体数，作为初始种群；
根据所述地铁杂散电流区域网格数学模型中变压器的中性点接地隔直装置的阻抗与偏磁电流之间的关系，构造适应度函数，并计算种群中每个个体的适应度值；
基于改进轮盘赌选择，将个体适应度值作为每个个体在下一代中出现的概率，并按照此概率随机选择个体构成子代种群；
按照设定交叉概率对上一步所得子代种群进行交叉操作；按照设定变异概率对上一步所得子代种群进行变异操作；
计算上一步所得子代种群阻抗值中对应的偏磁电流值，判断其中的最优偏磁电流值是否满足小于预设的限值，若不满足该终止条件，则将此子代种群作为新的种群，重复上述除获取初始种群以外的步骤，否则进行下一步；
输出种群中适应度最优的个体作为所求的阻抗值。
S5：根据最佳适应度求解值对对应变压器的中性点接地隔直装置进行阻抗切换，以抑制各个主要来源电流。
优选的，还包括步骤S6：在进行阻抗切换后，重新采集该变压器的中性点电流，判断该中性点电流是否超过预设的标准值，从而评估中性点接地隔直装置进行阻抗切换前后的变压器直流偏磁状态，同时对地铁杂散电流区域网格数学模型进行自适应阻抗变化和拓扑变化。
工作原理：
本发明的基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，主要是根据区域内各变电站的中性点电流，通过频谱分析对主要幅值占比的来源电流（地磁暴感生电流GIC、地铁杂散电流、特高压直流/交流接地极入地电流）注入地铁杂散电流区域网格数学模型，借助遗传算法计算出该模型下的最佳适应度求解值，对各变电站的隔直装置进行实时阻抗切换，以匹配不同来源杂散电流，进而使得区域内中性点电流小于额定标准，总体减小变压器直流偏磁的影响。最后做出隔直装置投运前后变压器直流偏磁的评估对比。
本发明对变压器中性点电流进行了频谱分析，区分出不同频段的不同来源的杂散电流，对区域内的各变电站的隔直装置的阻抗进行匹配以达到抑制主要幅值占比的电流的目的。
实施例2
本实施例提供一种采用如实施例1所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法的多源杂散电流智能防护系统，包括：
变压器中性点电流传感器，用于实时采集各变压器的中性点电流；
变压器中性点接地隔直装置，设有阻抗切换装置，用于进行阻抗切换；
数据处理平台，用于判断变压器中性点电流传感器采集的中性点电流是否超过预设的标准值，若中性点电流超过标准值，则对该中性点电流进行频谱分析；根据频谱分析结果，区分中性点电流的主要来源电流；将各个主要来源电流注入预先构建的地铁杂散电流区域网格数学模型中，获取最佳适应度求解值；
根据最佳适应度求解值对对应变压器的中性点接地隔直装置发出阻抗切换控制指令，以抑制各个主要来源电流。
上述变压器中性点电流传感器可以安装在接地扁钢处。
上述数据处理平台可以采用SoC芯片。
数据处理平台进行的处理方法的细节和对应的效果如实施例1的基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，在此不进行赘述。
下面以一个具体示例介绍上述系统的具体实施过程：
如图2所示，本方案主要通过变压器中性点电流传感器1、各变电站变压器中性点接地隔直装置2以及数据处理平台组成，其中数据处理平台主要对中性点电流数据进行处理、对地铁杂散电流区域网格数学模型进行计算、完成隔直装置最佳匹配阻抗计算，计算所用遗传算法如图3所示，包括以下步骤：
在预期的取值范围内随机选择N个阻抗值，N为种群染色体数，作为初始种群；
根据所述地铁杂散电流区域网格数学模型中变压器的中性点接地隔直装置的阻抗与偏磁电流之间的关系，构造适应度函数，并计算种群中每个个体的适应度值；
基于改进轮盘赌选择，将个体适应度值作为每个个体在下一代中出现的概率，并按照此概率随机选择个体构成子代种群；
按照设定交叉概率对上一步所得子代种群进行交叉操作；按照设定变异概率对上一步所得子代种群进行变异操作；
计算上一步所得子代种群阻抗值中对应的偏磁电流值，判断其中的最优偏磁电流值是否满足小于预设的限值，若不满足该终止条件，则将此子代种群作为新的种群，重复上述除获取初始种群以外的步骤，否则进行下一步；
输出种群中适应度最优的个体作为所求的阻抗值。
区域内变压器中性点电流传感器1实时采集各个变电站中性点电流，一旦检测到电流超过标准值1A[DL/T1541 —2016电力变压器中性点直流限（隔）流装置技术规范]，数据处理平台会对电流数据进行频谱分析，根据分段频谱特点区分出电流主要来源，包括地磁暴感应电流GIC 4（电流主要频率在0.0001 Hz~0.01 Hz）、地铁杂散电流5[0.01 Hz~0.1Hz]以及直流/交流特高压接地极入地电流6（直流特高压接地极入地电流主要频率一般小于100 Hz、交流特高压接地极入地电流主要频率为50 Hz或者60 Hz的整数倍）。当测得中性点电流幅值数据后则需对变压器直流偏磁7进行状态评估，进一步地将电流数据注入地铁杂散电流区域网格数学模型，该模型包括“地铁-钢轨-大地”的三维网格模型以及区域内的分层土壤模型。
基于数据处理平台利用遗传算法计算该模型下各个变电站的变压器中性点接地隔直装置2的最佳适应度阻抗值，数据处理平台将控制信号发送至各个变压器中性点接地隔直装置2以进行阻抗切换，最后通过变压器中性点电流传感器1对中性点电流重新采样，评判电流是否小于1A，评估隔直装置投运前后变压器直流偏磁状态，同时进行地铁杂散电流区域网格数学模型的自适应阻抗变化和拓扑变化，以便进行下一次迭代计算。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集各变压器的中性点电流，并判断采集的中性点电流是否超过预设的标准值；
若中性点电流超过标准值，则对该中性点电流进行频谱分析；
根据频谱分析结果，区分中性点电流的主要来源电流；
将各个主要来源电流注入预先构建的地铁杂散电流区域网格数学模型中，获取最佳适应度求解值；
根据最佳适应度求解值对对应变压器的中性点接地隔直装置进行阻抗切换，以抑制各个主要来源电流。
2.根据权利要求1所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，其特征在于，对中性点电流进行频谱分析的方法为快速傅里叶分析、离散傅里叶变换、窗口傅里叶变换或小波变换。
3.根据权利要求1所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，其特征在于，通过频谱分析从所述中性点电流中区分的主要来源电流包括：地磁暴感生电流、地铁杂散电流、特高压直流接地极入地电流和特高压交流接地极入地电流。
4.根据权利要求3所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，其特征在于，根据各个主要来源电流所处的频段范围从所述中性点电流中进行区分，
所述地磁暴感生电流的频段在0.0001~-0.01Hz范围以内，所述地铁杂散电流的频段在0.01Hz-0.1Hz范围以内，所述特高压直流接地极入地电流的频段为n×50Hz或n×60Hz，n为正整数，所述特高压交流接地极入地电流的频段在100Hz以下。
5.根据权利要求1所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，其特征在于，所述地铁杂散电流区域网格数学模型为结合了地铁网格模型和土壤分层模型的数学模型，所述地铁网格模型采用钢轨-排流网-大地三层结构模型，所述土壤分层模型通过将大地土壤层按阻抗特性等效成多片各向同性阻抗层的组合，从而进行土壤分层建模。
6.根据权利要求1所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，其特征在于，所述最佳适应度求解值用于调整变压器的中性点接地隔直装置的阻抗，使得对应区域内的中性点电流小于对应的标准值，所述最佳适应度求解值通过遗传算法求解；
所述遗传算法包括以下步骤：
在预期的取值范围内随机选择N个阻抗值，N为种群染色体数，作为初始种群；
根据所述地铁杂散电流区域网格数学模型中变压器的中性点接地隔直装置的阻抗与偏磁电流之间的关系，构造适应度函数，并计算种群中每个个体的适应度值；
基于改进轮盘赌选择，将个体适应度值作为每个个体在下一代中出现的概率，并按照此概率随机选择个体构成子代种群；
按照设定交叉概率对上一步所得子代种群进行交叉操作；按照设定变异概率对上一步所得子代种群进行变异操作；
计算上一步所得子代种群阻抗值中对应的偏磁电流值，判断其中的最优偏磁电流值是否满足小于预设的限值，若不满足该终止条件，则将此子代种群作为新的种群，重复上述除获取初始种群以外的步骤，否则进行下一步；
输出种群中适应度最优的个体作为所求的阻抗值。
7.根据权利要求1所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法，其特征在于，所述方法还包括：在进行阻抗切换后，重新采集该变压器的中性点电流，判断该中性点电流是否超过预设的标准值，从而评估中性点接地隔直装置进行阻抗切换前后的变压器直流偏磁状态，同时对所述地铁杂散电流区域网格数学模型进行自适应阻抗变化和拓扑变化。
8.一种采用如权利要求1-7任一所述的一种基于频率分析的多源杂散电流智能防护方法的多源杂散电流智能防护系统，其特征在于，包括：
变压器中性点电流传感器，用于实时采集各变压器的中性点电流；
变压器中性点接地隔直装置，设有阻抗切换装置，用于进行阻抗切换；
数据处理平台，用于判断变压器中性点电流传感器采集的中性点电流是否超过预设的标准值，若中性点电流超过标准值，则对该中性点电流进行频谱分析；根据频谱分析结果，区分中性点电流的主要来源电流；将各个主要来源电流注入预先构建的地铁杂散电流区域网格数学模型中，获取最佳适应度求解值；
根据最佳适应度求解值对对应变压器的中性点接地隔直装置发出阻抗切换控制指令，以抑制各个主要来源电流。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述变压器中性点电流传感器安装在接地扁钢处。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据处理平台采用SoC芯片。
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