一种电气主要设备接线设计方法、装置、设备和介质

摘要

本申请提供了一种电气主要设备接线设计方法、装置、设备和介质，方法包括：获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据，获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集，针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。本申请能够基于输入指标数据，自动确定出至少一个输出指标分别对应的接线方案，设计出的接线方案更统一，且缩短了设计周期，提高了设计效率，保证了电气主要设备接线的可靠性、灵活性和经济性。

说明书

技术领域

本申请涉及水电工程电气技术领域，特别是涉及一种电气主要设备接线设计方法、装置、设备和介质。

背景技术

电气主要设备接线设计是发电厂电气设计的核心内容，其牵涉面广，并受国家政策、规程规范、运行方式、调度要求、经济因素、地质构造、气候特征以及其他专业等多方面因素制约，因此电气主要设备接线设计是电气专业设计的重点与难点。

目前已经存在一些成熟的电气主要设备的接线方案集，电气专业人员需要从目前已经成熟的接线方案集中选择一种适合当前工程概况的接线方案，电气专业人员选择接线方案的过程称为接线设计过程。

现有设计过程中，电气专业人员首先根据国家政策、法规、标准，分析发电厂在电力系统中的地位和作用，确定发电厂的分期与最终建设规模，论证各类用电负荷的重要性，确保备用容量充足，结合系统专业对电气主要设备接线提供的资料，进行设计。设计过程要遵从可靠性、灵活性与经济性三方面要求，综合考虑短路电流的限制措施，分析研究发电机电压侧接线与升高电压侧接线，计算主要设备的技术参数选型。

然而上述电气主要设备接线的设计方法具有以下弊端：1)人为因素影响较大，因不同电气专业人员的水平、经验和设计习惯不同，往往导致针对同一工程，会设计出不同的方案，也不利于工程质量，同时也不利于工程经验的积累和总结；2)设计周期较长，一方面要做接线形式比选，另一方面由于短路电流计算、主要设备选型计算都需要人工分析，故导致设计周期较长；3)由于人为干预较多，效率较低，不可能将所有可能的拟选设计方案都一一进行比选，导致最终设计成果可能在经济性、可靠性、灵活性方面不是最佳方案。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种电气主要设备接线设计方法、装置、设备和介质，用于解决现有技术存在的上述技术问题，其技术方案如下：

一种电气主要设备接线设计方法，包括：

获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据，其中，输入指标数据包括至少一个输入指标分别对应的指标数据；

获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集，其中，任一输出指标为电气主要设备的参数、连接方式和布置形式中的一种，任一输出指标对应的综合权重集用于表征至少一个输入指标分别对该输出指标对应的接线方案的综合影响程度；

针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据；

针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。

可选的，针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据，针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案，包括：

针对至少一个输出指标中的每个输出指标，以该输出指标对应的综合权重集为依据，基于预先建立的接线设计模型，从输入指标数据中筛选出该输出指标对应的目标指标数据；

针对至少一个输出指标中的每个输出指标，以该输出指标对应的目标指标数据为依据，基于接线设计模块，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案；

其中，接线设计模型为以已建优质工程的工程概况相关的输入指标样本数据为训练样本，以标注的输入指标样本数据配套的至少一个输出指标分别对应的实际接线方案为样本标签训练得到。

可选的，接线设计模型的训练过程包括：

获取已建优质工程中电气主要设备接线的数据资料，并从数据资料中确定输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的至少一个输出指标分别对应的实际接线方案，将输入指标样本数据配套的至少一个输出指标分别对应的实际接线方案作为输入指标样本数据配套的实际接线方案；

对输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的实际接线方案进行指标有效性验证，将指标有效性验证通过的输入指标样本数据确定为目标输入指标样本数据；

基于目标输入指标样本数据和目标输入指标样本数据配套的实际接线方案，以均方误差最小为训练目标，采用交叉验证法对预先构建的至少一个分类算法模型进行训练和验证，以基于验证结果确定第一分类算法模型，其中，第一分类算法模型是指训练的至少一个分类算法模型中的最优分类算法模型；

基于目标输入指标样本数据和目标输入指标样本数据配套的实际接线方案，采用全空间扫描法对第一分类算法模型进行训练，得到第二分类算法模型；

通过至少一个输出指标分别对应的综合权重集对第二分类算法模型进行强约束，强约束后的第二分类算法模型作为接线设计模型。

可选的，至少一个输出指标分别对应的综合权重集的确定过程，包括：

构建至少一个输入指标和至少一个输出指标之间的层次结构模型，其中，层次结构模型包括目标层、指标层和方案层，目标层用于对电气主要设备的接线方式进行分析，指标层包括至少一个输入指标，方案层包括至少一个输出指标；

根据层次结构模型确定至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重和至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集，其中，一输出指标对应的第二输入指标权重集包括该输出指标下至少一个输入指标分别对应的第二输入指标权重，一输出指标对应的一第二输入指标权重用于表征在该输出指标的影响下对应输入指标的重要性程度，第一输入指标权重用于表征对应输入指标的重要性程度；

根据至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重和至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集，确定至少一个输出指标分别对应的综合权重集。

可选的，根据至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重和至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集，确定至少一个输出指标分别对应的综合权重集，包括：

根据至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重，构建第一判断矩阵，并根据至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集，构建至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵；

对第一判断矩阵和至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵分别进行一致性校验；

在对第一判断矩阵和至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵的一致性校验均通过后，采用矩阵几何平均法确定第一判断矩阵的权重和至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵的权重；

根据第一判断矩阵的权重和至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵的权重，确定至少一个输出指标分别对应的综合权重集。

可选的，电气主要设备包括以下设备中的一个或多个：发电机组、主变压器、断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电流互感器和电压互感器。

可选的，至少一个输入指标包括以下指标中的一个或多个：工程所在地区、海拔、设计单位、开工与投产年份、单机与总装机容量、送出距离与回路数、额定水头、转速和运行方式；

至少一个输出指标包括以下指标中的一个或多个：机端电压等级、发电机断路器参数、发电机接线形式、升高电压侧接线形式、送出电压等级、启动方式和升高电压侧布置形式。

一种电气主要设备接线设计装置，包括：输入指标数据获取模块、综合权重集获取模块、目标指标数据筛选模块和接线方案确定模块；

输入指标数据获取模块，用于获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据，其中，输入指标数据包括至少一个输入指标分别对应的指标数据；

综合权重集获取模块，用于获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集，其中，任一输出指标为电气主要设备的参数、连接方式和布置形式中的一种，任一输出指标对应的综合权重集用于表征至少一个输入指标分别对该输出指标对应的接线方案的综合影响程度；

目标指标数据筛选模块，用于针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据；

接线方案确定模块，用于针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。

一种电气主要设备接线设计设备，包括存储器和处理器；

存储器，用于存储程序；

处理器，用于执行程序，实现如上述任一项的电气主要设备接线设计方法的各个步骤。

一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上述任一项的电气主要设备接线设计方法的各个步骤。

经由上述的技术方案可知，本申请提供的电气主要设备接线设计方法，首先获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据，然后获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集，接着针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据，最后针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。本申请能够基于输入指标数据，自动确定出从至少一个输出指标分别对应的预设接线方案集中确定出至少一个输出指标分别对应的接线方案，相比于电气专业人员设计接线方案的方式，本申请无需人工参与设计，设计出的接线方案更统一，且缩短了设计周期，提高了设计效率，并提高了电气主要设备接线设计产品的质量和可靠性，保证了电气主要设备接线的可靠性、灵活性和经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电气主要设备接线设计方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的主接线机压接线方式的示意图；

图3为本申请实施例提供的主接线高压侧接线方式的示意图；

图4为场景模拟的方法验证指标有效性的过程示意图；

图5为电气主要设备接线方式设计指标的层次结构模型的示意图；

图6为本申请实施例提供的电气主要设备接线设计装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的电气主要设备接线设计设备的硬件结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种电气主要设备接线设计方法，接下来通过下述实施例对本申请提供的电气主要设备接线设计方法进行详细介绍。

请参阅图1，示出了本申请实施例提供的电气主要设备接线设计方法的流程示意图，该电气主要设备接线设计方法可以包括：

步骤S101、获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据。

其中，输入指标数据包括至少一个输入指标分别对应的指标数据。本实施例中，输入指标是指待建工程的工程概况相关的指标，输入指标数据能够对输出指标对应的接线方案的设计产生影响，输入指标数据不同时，最终设计(或称为选择)出的至少一个输出指标分别对应的接线方案可能不同。这里，任一输出指标为电气主要设备的参数、连接方式和布置形式中的一种。

本实施例中，输入指标数据是指对接线方案进行设计时用到的指标数据，可基于获取的输入指标数据，对至少一个输出指标分别对应的接线方案进行设计。

例如，基于大型水电工程对应的工程所在地区、海拔、设计单位、开工与投产年份、单机与总装机容量、送出距离与回路数、额定水头、转速和运行方式等输入指标对应的指标数据，对发电机组、主变压器、断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电流互感器和电压互感器等电气主要设备的输出指标对应的接线方案进行设计。

可选的，至少一个输入指标可以包括以下指标中的一个或多个：工程所在地区、海拔、设计单位、开工与投产年份、单机与总装机容量、送出距离与回路数、额定水头、转速和运行方式。

可选的，至少一个输出指标可以包括以下指标中的一个或多个：机端电压等级、发电机断路器参数、发电机接线形式、升高电压侧接线形式、送出电压等级、启动方式和升高电压侧布置形式。其中，机端电压等级和发电机断路器参数为电气主要设备的参数，发电机接线形式、升高电压侧接线形式、送出电压等级和启动方式为电气主要设备的连接方式，升高电压侧布置形式为电气主要设备的布置形式。

可选的，电气主要设备包括以下设备中的一个或多个：发电机组、主变压器、断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电流互感器、电压互感器和电抗器。

当然，上述输入指标、输出指标和电气主要设备还可以为其他，本申请对此不进行限定。

例如，本步骤获取的输入指标数据包括：工程名称为河南省xxx抽水蓄能电站、工程类别为抽水蓄能、总装机容量为2100MW、装机台数为6、单机容量为350MW、送出距离为50km、额定水头为690m、额定转速为500r/min。

步骤S102、获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集。

其中，任一输出指标为电气主要设备的参数、连接方式和布置形式中的一种，任一输出指标对应的综合权重集用于表征至少一个输入指标分别对该输出指标对应的接线方案的综合影响程度。

可以理解的是，对于至少一个输出指标中的每个输出指标，每个输入指标对该输出指标对应的接线方案的综合影响程度可能都不同，本步骤可将每个输入指标对该输出指标对应的接线方案的综合影响程度以综合权重的方式进行描述，由此可得到至少一个输入指标分别对应于该输出指标的综合权重，这些综合权重组成的集合即为该输出指标对应的综合权重集。

步骤S103、针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据。

本步骤中，“根据该输出指标对应的综合权重集，从至少一个输入指标中确定目标输入指标”的过程可以有多种实现方式，本申请提供但不限于以下两种实现方式。

第一种：根据该输出指标对应的综合权重集，从至少一个输入指标中确定目标输入指标，并从输入指标数据中筛选目标输入指标对应的指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据。

例如，根据该输出指标对应的综合权重集包含的综合权重由小到大的顺序，选择综合权重最大的若干个输入指标，作为目标输入指标。

第二种：将该输出指标对应的综合权重集和对应的输入指标数据进行加权，权值最高的若干个输入指标对应的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据。

当然，上述两种实现方式仅为示例，除此之外，还可以有其他实现方式，本申请对此不进行限定。

步骤S103、针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。

具体的，一输出指标对应的目标指标数据对该输出指标对应的接线方案的影响程度远大于次要指标数据(即输入指标数据中目标指标数据之外的指标数据)对该输出指标对应的接线方案的影响程度，因此，可通过本步骤针对每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，即可从该输出指标对应的预设接线方案集中自动确定出该输出指标对应的接线方案。也即，本步骤可根据至少一个输出指标分别对应的目标指标数据，确定出至少一个输出指标分别对应的接线方案(确定出的接线方案即推荐方案)。

本步骤中，若输出指标为电气主要设备的参数，则该输出指标对应的接线方案是指具体参数值；若输出指标为电气主要设备的连接方式，则该输出指标对应的接线方案是指具体连接方式；若输出指标为电气主要设备的布置形式，则该输出指标对应的接线方案是指具体布置形式。

可选的，发电机接线形式(输出指标)对应的预设接线方案集中包括但不限于以下方案：单元接线、扩大单元接线、联合单元接线、单母线接线和单母线分断；升高电压侧接线方式(输出指标)对应的预设接线方案集中包括但不限于以下方案：单母线接线、单母线分断、双母线接线、双母线分断、3/2接线、四角形接线和五角形接线；送出电压等级(输出指标)对应的预设接线方案集中包括但不限于以下方案：6kV、10kV、13.8kV、15.75kV、18kV、20kV和35kV；启动方式(输出指标)对应的预设接线方案集中包括但不限于以下方案：1套SFC、1套SFC+黑启动、2套SFC启动、2套SFC+黑启动和背靠背。

当然，预设接线方案集除包含上述接线方案外，还可以包含其他接线方案，具体需要根据实际情况确定，本申请对此不进行限定。

以发电机接线形式(输出指标)为例，假设发电机接线形式下的目标指标包括单机与总装机容量、送出距离与回路数和额定水头，则本步骤可根据单机与总装机容量数据、送出距离与回路数数据和额定水头数据，从发电机接线形式对应的预设接线方案集中，确定发电机接线形式对应的接线方案，例如，该接线方案为单元接线。

例如，参见图2所示，为本步骤确定的主接线机压接线方式，并参见图3所示，为本步骤确定的主接线高压侧接线方式。

可选的，本步骤还可以在确定出每个输出指标对应的接线方案时，给出该接线方案的置信度，以方便工程设计。

本申请提供的电气主要设备接线设计方法，首先获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据，然后获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集，接着针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据，最后针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。本申请能够基于输入指标数据，自动确定出从至少一个输出指标分别对应的预设接线方案集中确定出至少一个输出指标分别对应的接线方案，相比于电气专业人员设计接线方案的方式，本申请无需人工参与设计，设计出的接线方案更统一，且缩短了设计周期，提高了设计效率，并提高了电气主要设备接线设计产品的质量和可靠性，保证了电气主要设备接线的可靠性、灵活性和经济性。

本申请的一个实施例，可以基于预先训练的接线设计模型实现前述实施例。

可选的，“步骤S103、针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据”和“步骤S104、针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案”的过程可以包括：针对至少一个输出指标中的每个输出指标，以该输出指标对应的综合权重集为依据，基于预先建立的接线设计模型，从输入指标数据中筛选出的该输出指标对应的目标指标数据；并针对至少一个输出指标中的每个输出指标，以该输出指标对应的目标指标数据为依据，基于接线设计模块，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。

其中，接线设计模型为以已建优质工程的工程概况相关的输入指标样本数据为训练样本，以标注的输入指标样本数据配套的至少一个输出指标分别对应的实际接线方案为样本标签训练得到。

可选的，接线设计模型还可以输出接线方案对应的置信度。

在一可选实施例中，接线设计模型的训练过程可以包括：

步骤S1、获取已建优质工程中电气主要设备接线的数据资料，并从数据资料中确定输入指标样本数据和至少一个输出指标分别对应的实际接线方案，将至少一个输出指标分别对应的实际接线方案作为输入指标样本数据配套的实际接线方案。

这里，已建优质工程是指工程建设以来获得国内奖项，运行多年良好，无重大安全事故等项目，且在实际工程运行中满足设计要求并具有典型接线设计方案。

可选的，本步骤收集的数据资料包括但不限于：项目名称、工程所在地区、工程所在流域、海拔、设计单位、开工与投产年份、隶属电网、装机台数、单机与总装机容量、送出距离与回路数、额定水头、转速、运行方式、机端电压等级、发电机断路器参数、发电机接线形式、升高电压侧接线形式、送出电压等级、启动方式和升高电压侧布置形式等指标数据。

下面对其中部分指标进行介绍，以便于理解。

装机容量：指发电厂的安装的所有发电机额定容量的总和，单位一般以MW或者kW来表示，如1800MW，2100MW等。

装机台数：指发电厂发电机组安装的台数，如2台，3台，4台等。

单机容量：单台机组的额定容量，装机容量＝单机容量×装机台数。

送出距离：指发电厂或者抽水蓄能电站通过电力线路接入电力系统网络的输电线路的距离。

送出回路数：指发电厂或者抽水蓄能电站通过几回电力线路接入电力系统网络。

机端电压等级：指发电机组以及和发电机连接设备(主变低压侧的设备)的额定电压。

启动方式：抽水蓄能电站由于即可以当发电机组发电运行，也可以电动抽水运行，而抽水运行工况时，由于抽蓄电站的额定电机的容量太大，无法直接启动，需要采用变频启动装置(SFC)、同步启动(背靠背启动)、半同步启动、统筹小电机启动等方式来启动大型电动机组。

升高压侧接线方式：指的发电厂经过变压器升压后的开关设备的接线方式。

升高压侧送出电压等级：指的是变压器高压侧的额定电压。

需要说明的是，在一些场景下，本步骤可以根据不同的工程的特性，实时调整上述数据资料。例如，对于一些年代久远的已建工程，当时的电力系统的发展水平和设备水平已经与目前的经济技术水平不匹配，且经过技术改造，接线方案与原有设计有了较大的出入，需要对这些工程数据需要进行个别的调整。

可选的，上述已建优质工程可以包括：本单位设计的工程、设计报告上公布的工程、期刊上公开的工程等中的优质工程。

在获取到已建优质工程中电气主要设备接线的数据资料后，本步骤可以从获取的数据资料中确定输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的至少一个输出指标分别对应的实际接线方案，为便于后续描述，将输入指标样本数据配套的至少一个输出指标分别对应的实际接线方案作为输入指标样本数据配套的实际接线方案。

可选的，本步骤还可以基于输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的实际接线方案对已建优质工程进行初筛，具体的，确定每个已建优质工程的输入指标样本数据完整度是否为100％，并确定每个已建优质工程的输入指标样本数据配套的实际接线方案的数据完整度是否大于或等于80％。如一已建优质工程的数据资料达不到上述完整性要求，则将该已建优质工程的数据资料删除，后续不再参考该已建优质工程的数据资料。

步骤S2、对输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的实际接线方案进行指标有效性验证，将指标有效性验证通过的输入指标样本数据确定为目标输入指标样本数据。

这里，指标有效性验证用于验证输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的实际接线方案是否具有场景的普适性，若一已建优质工程对应的输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的实际接线方案具有场景普适性，即适用于所有预设的场景，则该已建优质工程对应的指标有效性验证通过；反之，若一已建优质工程对应的输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的实际接线方案不具有场景普适性，即仅适用于少数几个场景，则该已建优质工程对应的指标有效性验证未通过。

可选的，本步骤可以对前述步骤获取的数据资料进行整理，并在整理后采用场景模拟的方法验证输入指标样本数据和输入指标样本数据配套的实际接线方案的有效性。

参见图4所示，示出了场景模拟的方法验证指标有效性的过程示意图。首先确定已建优质工程中电气主要设备接线的输入指标样本数据集合，该输入指标样本数据集合中包括多组输入指标样本数据，每组输入指标样本数据对应一个已建优质工程。然后确定主要设备接线的多个使用场景并设置相应任务要求，并选择一组输入指标样本数据，将选择的输入指标样本数据分别输入到所有使用场景中进行接线模拟，得到所有使用场景分别对应的输出指标样本数据(即选择的输入指标样本数据配套的实际接线方案)，通过比较所有使用场景分别对应的输出指标样本数据与步骤S1获取的输出指标样本数据，并对比分析设定的任务要求，来确定选择输入指标样本数据是否适用于所有使用场景，若是，则说明指标有效性验证通过，此时可将选择的输入指标样本数据确定为目标输入指标样本数据。

按照上述过程依次选择输入指标样本数据集合中的每个输入指标样本数据，可以得到所有指标有效性验证通过的目标输入指标样本数据。

可选的，本步骤还可以基于指标有效性验证通过的已建优质工程对应的数据资料进行汇总整理，形成基础数据库。

步骤S3、基于目标输入指标样本数据和目标输入指标样本数据配套的实际接线方案，以均方误差最小为训练目标，采用交叉验证法对预先构建的至少一个分类算法模型进行训练和验证，以基于验证结果确定第一分类算法模型。

其中，第一分类算法模型是指训练的至少一个分类算法模型中的最优分类算法模型。

本步骤可以构建至少一个分类算法模型，例如，可选的，该至少一个分类算法模型包括：高斯朴素贝叶斯(GaussianNB)分类算法模型、多项式朴素贝叶斯(MultinomialNB)分类算法模型、互补朴素贝叶斯(ComplementNB)分类算法模型、伯努利朴素贝叶斯(BernoulliNB)分类算法模型、K临近(KNN)分类算法模型、支持向量机(SVM)分类算法模型和随机森林(Random Forest)分类算法模型。当然，上述分类算法模型仅为示例，不作为对本申请的限定。

本步骤可以基于目标输入指标样本数据和目标输入指标样本数据配套的实际接线方案，以均方误差最小为训练目标，采用交叉验证法对构建的至少一个分类算法模型进行训练和验证，以在验证后，基于验证结果选择最优的分类算法模型，该最优的分类算法模型也即本步骤中的第一分类算法模型。例如，第一分类算法模型可以为随机森林分类算法模型。

本步骤中，“采用交叉验证法对预先构建的至少一个分类算法模型进行训练和验证”的过程为现有技术，本申请不再具体介绍。

步骤S4、基于目标输入指标样本数据和目标输入指标样本数据配套的实际接线方案，采用全空间扫描法对第一分类算法模型进行训练，得到第二分类算法模型。

本步骤可以采用全空间扫描(Grid search)法，对步骤S3确定的第一分类算法模型进行最优参数调节与选取，得到优化后的模型，该优化后的模型也即本步骤中的第二分类算法模型。

步骤S5、通过至少一个输出指标分别对应的综合权重集对第二分类算法模型进行强约束，强约束后的第二分类算法模型作为接线设计模型。

本步骤可以通过至少一个输出指标分别对应的综合权重集对第二分类算法模型进行进一步强约束，使得输出结果满足设计规范与标准，得到最终的模型，也即接线设计模型。

具体的，本步骤可以基于至少一个输出指标分别对应的综合权重集建立标识编码表，再根据建立的标识编码表对第二分类算法模型进行强约束。

这里，参见表1所示，示出了本步骤建立的输出指标部分标识编码表。

表1输出指标部分标识编码表

可选的，本步骤还可以基于大数据技术，通过人工设计的接线方案与接线设计模型输出的机器设计接线方案作对比，以验证机器设计接线方案的合理性与准确性，当机器设计接线方案满足预期设定目标时，不再继续训练模型，此时可以得到训练完成后的接线设计模型，当不满足预期设定目标时，将正确的人工设计相关指标数据加入到基础数据库，重复步骤S3～S5，直至满足预期设定目标为止。

综上，本申请实施例基于大数据技术训练了接线设计模型，并对接线设计模型给出的接线方案进行了人工验证，以校核模型输出的准确性、合理性以及创造性。

将本申请提供的基于大数据技术的水电工程主要电气设备接线设计方法推广应用到实际工程设计中，解决了传统电气设备接线设计方法的不足，弥补人为因素的不足，提高电气专业设计产品的质量和效率，保证电气设备接线的可靠性、灵活性和经济性。

以下实施例对步骤S5中，至少一个输出指标分别对应的综合权重的确定过程进行介绍。

可选的，本实施例中，至少一个输出指标分别对应的综合权重集的确定过程可以包括：

步骤S51、构建至少一个输入指标和至少一个输出指标之间的层次结构模型。

其中，层次结构模型包括目标层、指标层和方案层，目标层用于对电气主要设备的接线方式进行分析，指标层包括至少一个输入指标，方案层包括至少一个输出指标。

本步骤可对至少一个输入指标和至少一个输出指标构建如图5所示的电气主要设备接线方式设计指标的层次结构模型，该层次结构模型具体包括目标层、指标层和方案层，其中，目标层为主要设备接线方式分析，指标层包括至少一个输入指标，例如，具体包括：地区(即工程所在地区)、海拔、设计单位、开工与投产年份、单机与总装机容量、送出距离与回路数、额定水头、转速、运行方式等，方案层包括至少一个输出指标，例如具体包括：机端电压等级、发电机断路器参数、发电机接线形式、升高电压侧接线形式、送出电压等级、启动方式、升高电压侧布置形式等。

步骤S52、根据层次结构模型确定至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重和至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集。

其中，一输出指标对应的第二输入指标权重集包括该输出指标下至少一个输入指标分别对应的第二输入指标权重，一输出指标对应的一第二输入指标权重用于表征在该输出指标的影响下对应输入指标的重要性程度，第一输入指标权重用于表征对应输入指标的重要性程度。

本步骤可根据构建的层次结构模型确定各指标重要性权重，该权重具体包括每个输入指标对应的第一输入指标权重和每个输出指标对应的第二输入指标权重集。

例如，假设指标层包括地区(即工程所在地区)、海拔、设计单位、开工与投产年份、单机与总装机容量、送出距离与回路数、额定水头、转速、运行方式，依次标定为Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8和Z9，则本步骤确定的第一输入指标权重分别为λ

假设方案层包括机端电压等级、发电机断路器参数、发电机接线形式、升高电压侧接线形式、送出电压等级、启动方式、升高电压侧布置形式，分别记为W1、W2、W3、W4、W5、W6和W7，则针对机端电压等级W1，本步骤确定的第二输入指标权重集为ω

步骤S53、根据至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重和至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集，确定至少一个输出指标分别对应的综合权重集。

具体来说，“根据至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重和至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集，确定至少一个输出指标分别对应的综合权重集”的过程可以包括：

步骤S51、根据至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重，构建第一判断矩阵，并根据至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集，构建至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵。

例如，假设假设指标层包括地区、海拔、设计单位、开工与投产年份、单机与总装机容量、送出距离与回路数、额定水头、转速和运行方式，则本步骤可将各输出指标权重进行交叉比较，构成如下的一个9×9的第一判断矩阵：

其中，A是指第一判断矩阵。

本步骤中，第一判断矩阵由指标层内输入指标对应的第一输入指标权重两两比较而成，内部比较获得的重要性的标度。

假设方案层包括机端电压等级、发电机断路器参数、发电机接线形式、升高电压侧接线形式、送出电压等级、启动方式、升高电压侧布置形式，则第n个输出指标Wn对应的第二判断矩阵为：

其中，B

也即，本步骤共构成7个9×9的第二判断矩阵。本步骤中，B

当然，上述指标层和方案层仅为示例，由此构建的第一判断矩阵和第二判断矩阵仅为示例，不作为对本申请的限定。

步骤S52、对第一判断矩阵和至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵分别进行一致性校验。

本实施例中，一致性校验的具体校验过程为现有技术，本申请不再介绍。

步骤S53、在对第一判断矩阵和至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵的一致性校验均通过后，采用矩阵几何平均法确定第一判断矩阵的权重和至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵的权重。

在第一判断矩阵和各第二判断矩阵均一致性校验通过后，本步骤可采用矩阵几何平均法确定第一判断矩阵和输出指标对应的第二判断矩阵分别对应的权重。

例如，本步骤确定的第一判断矩阵A的权重为μ，确定的权重μ如下，该权重μ为9×9的矩阵，描述指标层内各输入指标内部的重要程度。

本步骤确定的至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵的权重分别为η

步骤S54、根据第一判断矩阵的权重和至少一个输出指标分别对应的第二判断矩阵的权重，确定至少一个输出指标分别对应的综合权重集。

本步骤可采用如下的矩阵确定至少一个输出指标分别对应的综合权重集：

上述矩阵C描述综合内外部两方面考虑的指标的权重，矩阵中的元素组成至少一个输出指标分别对应的综合权重集，例如，参见上表1，C

综上，本步骤基于层次结构模型确定了至少一个输入指标分别对应的第一输入指标权重和至少一个输出指标分别对应的第二输入指标权重集，由此能够综合考虑内外两方面因素，确定出输出指标对应的综合权重，从而后续能够根据确定的综合权重，准确地确定出主要指标数据，进而本申请确定的接线方案更符合实际场景。

本申请实施例还提供了一种电气主要设备接线设计装置，下面对本申请实施例提供的电气主要设备接线设计装置进行描述，下文描述的电气主要设备接线设计装置与上文描述的电气主要设备接线设计方法可相互对应参照。

请参阅图6，示出了本申请实施例提供的电气主要设备接线设计装置的结构示意图，如图6所示，该电气主要设备接线设计装置可以包括：输入指标数据获取模块601、综合权重集获取模块602、目标指标数据筛选模块603和接线方案确定模块604。

输入指标数据获取模块601，用于获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据，其中，输入指标数据包括至少一个输入指标分别对应的指标数据。

综合权重集获取模块602，用于获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集，其中，任一输出指标为电气主要设备的参数、连接方式和布置形式中的一种，任一输出指标对应的综合权重集用于表征至少一个输入指标分别对该输出指标对应的接线方案的综合影响程度。

目标指标数据筛选模块603，用于针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据。

接线方案确定模块604，用于针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。

本申请提供的电气主要设备接线设计装置，首先获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据，然后获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集，接着针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从至少一个输入指标中确定目标输入指标，并从输入指标数据中筛选目标输入指标对应的指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据，最后针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。本申请能够基于输入指标数据，自动确定出从至少一个输出指标分别对应的预设接线方案集中确定出至少一个输出指标分别对应的接线方案，相比于电气专业人员设计接线方案的方式，本申请无需人工参与设计，设计出的接线方案更统一，且缩短了设计周期，提高了设计效率，并提高了电气主要设备接线设计产品的质量和可靠性，保证了电气主要设备接线的可靠性、灵活性和经济性。

综上所述，本实施例公开的电气主要设备接线设计装置的工作原理，与上述实施例公开的电气主要设备接线设计方法的工作原理相同，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种电气主要设备接线设计设备。可选的，图7示出了电气主要设备接线设计设备的硬件结构框图，参照图7，该电气主要设备接线设计设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器701，至少一个通信接口702，至少一个存储器703和至少一个通信总线704；

在本申请实施例中，处理器701、通信接口702、存储器703、通信总线704的数量为至少一个，且处理器701、通信接口702、存储器703通过通信总线704完成相互间的通信；

处理器701可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；

存储器703可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)等，例如至少一个磁盘存储器；

其中，存储器703存储有程序，处理器701可调用存储器703存储的程序，所述程序用于：

获取待建工程的工程概况相关的指标数据，作为输入指标数据，其中，输入指标数据包括至少一个输入指标分别对应的指标数据；

获取至少一个输出指标分别对应的综合权重集，其中，任一输出指标为电气主要设备的参数、连接方式和布置形式中的一种，任一输出指标对应的综合权重集用于表征至少一个输入指标分别对该输出指标对应的接线方案的综合影响程度；

针对至少一个输出指标中的每个输出指标，根据该输出指标对应的综合权重集，从输入指标数据中筛选指标数据，筛选出的指标数据作为该输出指标对应的目标指标数据；

针对至少一个输出指标中的每个输出指标，基于该输出指标对应的目标指标数据，从该输出指标对应的预设接线方案集中确定该输出指标对应的接线方案。

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述电气主要设备接线设计方法。

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。