電網(wǎng)技術(shù)論文級(jí)別
電網(wǎng)技術(shù)論文級(jí)別
電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的整體。學(xué)習(xí)啦小編整理了電網(wǎng)技術(shù)論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
電網(wǎng)技術(shù)論文篇一
淺談智能電網(wǎng)技術(shù)
摘要：本文介紹了智能電網(wǎng)的定義、特點(diǎn)，以及控制技術(shù)和決策支持技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用，并總結(jié)了智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)電網(wǎng)已難以支撐現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的要求，智能電網(wǎng)的提出符合快速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力的需求。
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);控制技術(shù);決策支持技術(shù)
Abstract: This paper introduces the definition, characteristics of intelligent power grid, and the control technology and decision support technology in the application of intelligent power grid, and summarizes the development trend of intelligent power grid. Traditional power grid has been difficult to support the requirement of the development of modern society, the proposed intelligent power grid with rapid development of the modern society in the demand for electricity.
Keywords: Smart grid; Control technology; Decision support technology
中圖分類號(hào)：U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言
近年來，隨著市場(chǎng)化的加深、數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展、全球氣候的不斷惡化以及環(huán)境監(jiān)測(cè)的日趨嚴(yán)格，各國(guó)紛紛調(diào)整能源政策，電力網(wǎng)絡(luò)與市場(chǎng)和用戶的交互越來越多，對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，分布式發(fā)電數(shù)量不斷增加，這就對(duì)電網(wǎng)提出了更高的要求。而傳統(tǒng)電網(wǎng)，由于自身特點(diǎn)的限制，難以支撐如此多的發(fā)展要求，智能電網(wǎng)的提出，使人們能夠在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行升級(jí)，以符合不斷變化的要求。
智能電網(wǎng)的定義
智能電網(wǎng)(smart power grids)，就是電網(wǎng)的智能化。智能電網(wǎng)是一個(gè)由眾多自動(dòng)化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成的電力系統(tǒng)。智能電網(wǎng)以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式實(shí)現(xiàn)所有的電網(wǎng)運(yùn)作，具有自愈功能;能夠快速響應(yīng)電力市場(chǎng)和企業(yè)業(yè)務(wù)需求;具有智能化的通信架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)。
智能電網(wǎng)的特點(diǎn)
一般來說，智能電網(wǎng)具有以下功能特點(diǎn)：
1 自愈――穩(wěn)定可靠。自愈是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的主要功能，指無(wú)需或僅需少量人為干預(yù)，實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)中存在問題元器件的隔離或使其恢復(fù)正常運(yùn)行，最小化或避免用戶的供電中斷。
2 安全――抵御攻擊。無(wú)論是物理系統(tǒng)還是計(jì)算機(jī)遭到外部攻擊，智能電網(wǎng)均能有效抵御由此造成的對(duì)電力系統(tǒng)本身的攻擊傷害以及對(duì)其他領(lǐng)域形成的傷害，一旦發(fā)生中斷，也能很快恢復(fù)運(yùn)行。
3 兼容――發(fā)電資源。傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)主要是面向遠(yuǎn)端集中式發(fā)電的，通過在電源互聯(lián)領(lǐng)域引入類似于計(jì)算機(jī)中的“即插即用”技術(shù)(尤其是分布式發(fā)電資源)，電網(wǎng)可以容納包含集中式發(fā)電在內(nèi)的多種不同類型電源甚至是儲(chǔ)能裝置。
4 交互――電力用戶。電網(wǎng)在運(yùn)行中與用戶設(shè)備和行為進(jìn)行交互，將其視為電力系統(tǒng)的完整組成部分之一，可以促使電力用戶發(fā)揮積極作用，實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)等多方面的收益。
5 協(xié)調(diào)――電力市場(chǎng)。與批發(fā)電力市場(chǎng)甚至是零售電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，有效的市場(chǎng)設(shè)計(jì)可以提高電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行和可靠性管理水平，電力系統(tǒng)管理能力的提升促進(jìn)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)效率的提高。
6 高效――資產(chǎn)優(yōu)化。引入最先進(jìn)的信息和監(jiān)控技術(shù)優(yōu)化設(shè)備和資源的使用效益，可以提高單個(gè)資產(chǎn)的利用效率，從整體上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和擴(kuò)容的優(yōu)化，降低它的運(yùn)行維護(hù)成本和投資。
7 優(yōu)質(zhì)――電能質(zhì)量。在數(shù)字化、高科技占主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)模式下，電力用戶的電能質(zhì)量能夠得到有效保障，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的差別定價(jià)。
8 集成――信息系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)包括監(jiān)視、控制、維護(hù)、能量管理(EMS)、配電管理(DMS)、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)(MOS)、企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成，并實(shí)現(xiàn)在此基礎(chǔ)上的業(yè)務(wù)集成。
控制技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
先進(jìn)的控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測(cè)狀態(tài)并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵p輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。這些技術(shù)將提供對(duì)輸電、配電和用戶側(cè)的控制方法并且可以管理整個(gè)電網(wǎng)的有功和無(wú)功。從某種程度上說，先進(jìn)控制技術(shù)緊密依靠并服務(wù)于其他四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，如先進(jìn)控制技術(shù)監(jiān)測(cè)基本的元件(參數(shù)量測(cè)技術(shù))，提供及時(shí)和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)(集成通信技術(shù);先進(jìn)設(shè)備技術(shù))并且對(duì)任何事件進(jìn)行快速的診斷(先進(jìn)決策技術(shù))。另外，先進(jìn)控制技術(shù)支持市場(chǎng)報(bào)價(jià)技術(shù)以及提高資產(chǎn)的管理水平。
未來先進(jìn)控制技術(shù)的分析和診斷功能將引進(jìn)預(yù)設(shè)的專家系統(tǒng)，在專家系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)，采取自動(dòng)的控制行動(dòng)。這樣所執(zhí)行的行動(dòng)將在秒一級(jí)水平上，這一自愈電網(wǎng)的特性將極大地提高電網(wǎng)的可靠性。當(dāng)然先進(jìn)控制技術(shù)需要一個(gè)集成的高速通信系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的通信標(biāo)準(zhǔn)，以處理大量的數(shù)據(jù)。先進(jìn)控制技術(shù)將支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其它應(yīng)用軟件。
(1)收集數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)電網(wǎng)元件
先進(jìn)控制技術(shù)將使用智能傳感器、智能電子設(shè)備以及其他分析工具測(cè)量的系統(tǒng)和用戶參數(shù)以及電網(wǎng)元件的狀態(tài)情況，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，這些數(shù)據(jù)都是準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)掌握電網(wǎng)整體的運(yùn)行狀況具有重要的意義，同時(shí)還要利用向量測(cè)量單元以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的時(shí)間信號(hào)，來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)早期的預(yù)警。
(2)分析數(shù)據(jù)
準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)處理能力為軟件分析工具提供了快速擴(kuò)展和進(jìn)步的能力。狀態(tài)估計(jì)和應(yīng)急分析將在秒級(jí)而不是分鐘級(jí)水平上完成分析，這給先進(jìn)控制技術(shù)和系統(tǒng)運(yùn)行人員足夠的時(shí)間來響應(yīng)緊急問題;專家系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息用于快速?zèng)Q策;負(fù)荷預(yù)測(cè)將應(yīng)用這些準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及改進(jìn)的天氣預(yù)報(bào)技術(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測(cè)負(fù)荷;概率風(fēng)險(xiǎn)分析將成為例行工作，確定電網(wǎng)在設(shè)備檢修期間、系統(tǒng)壓力較大期間以及不希望的供電中斷時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)的水平;電網(wǎng)建模和仿真使運(yùn)行人員認(rèn)識(shí)準(zhǔn)確的電網(wǎng)可能的場(chǎng)景。
(3)診斷和解決問題
由高速計(jì)算機(jī)處理的準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使得專家診斷來確定現(xiàn)有的、正在發(fā)展的和潛在的問題的解決方案，并提交給系統(tǒng)運(yùn)行人員進(jìn)行判斷。
(4)執(zhí)行自動(dòng)控制的行動(dòng)
智能電網(wǎng)通過實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)和高級(jí)分析技術(shù)的結(jié)合使得執(zhí)行問題檢測(cè)和響應(yīng)的自動(dòng)控制行動(dòng)成為可能，它還可以降低已經(jīng)存在問題的擴(kuò)展，防止緊急問題的發(fā)生，修改系統(tǒng)設(shè)置、狀態(tài)和潮流以防止預(yù)測(cè)問題的發(fā)生。
(5)為運(yùn)行人員提供信息和選擇
先進(jìn)控制技術(shù)不僅給控制裝置提供動(dòng)作信號(hào)，而且也為運(yùn)行人員提供信息?？刂葡到y(tǒng)收集的大量數(shù)據(jù)不僅對(duì)自身有用，而且對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行人員也有很大的應(yīng)用價(jià)值，而且這些數(shù)據(jù)輔助運(yùn)行人員進(jìn)行決策。
決策支持技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
決策支持技術(shù)將復(fù)雜的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)運(yùn)行人員一目了然的可理解的信息，因此動(dòng)畫技術(shù)、動(dòng)態(tài)著色技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及其他數(shù)據(jù)展示技術(shù)用來幫助系統(tǒng)運(yùn)行人員認(rèn)識(shí)、分析和處理緊急問題。
在許多情況下，系統(tǒng)運(yùn)行人員做出決策的時(shí)間從小時(shí)縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智能電網(wǎng)需要一個(gè)廣闊的、無(wú)縫的、實(shí)時(shí)的應(yīng)用系統(tǒng)、工具和培訓(xùn)，以使電網(wǎng)運(yùn)行人員和管理者能夠快速的做出決策。
(1)可視化―決策支持技術(shù)利用大量的數(shù)據(jù)并將其裁剪成格式化的、時(shí)間段和按技術(shù)分類的最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)給電網(wǎng)運(yùn)行人員，可視化技術(shù)將這些數(shù)據(jù)展示為運(yùn)行人員可以迅速掌握的可視的格式，以便運(yùn)行人員分析和決策。
(2)決策支持―決策支持技術(shù)確定了現(xiàn)有的、正在發(fā)展的以及預(yù)測(cè)的問題，提供決策支持的分析，并展示系統(tǒng)運(yùn)行人員需要的各種情況、多種的選擇以及每一種選擇成功和失敗的可能性。
(3)調(diào)度員培訓(xùn)―利用決策支持技術(shù)工具以及行業(yè)內(nèi)認(rèn)證的軟件的動(dòng)態(tài)仿真器將顯著的提高系統(tǒng)調(diào)度員的技能和水平。
(4)用戶決策―需求響應(yīng)(DR)系統(tǒng)以很容易理解的方式為用戶提供信息，使他們能夠決定如何以及何時(shí)購(gòu)買、儲(chǔ)存或生產(chǎn)電力。
(5)提高運(yùn)行效率―當(dāng)決策支持技術(shù)與現(xiàn)有的資產(chǎn)管理過程集成后，管理者和用戶就能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行、維修和規(guī)劃的效率和有效性。
結(jié)束語(yǔ)
智能電網(wǎng)技術(shù)的研究已迫在眉睫，是關(guān)系到國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略問題，智能電網(wǎng)不僅可以促進(jìn)科技創(chuàng)新，并且可以為用戶提供更好的服務(wù)。立足于我國(guó)的電網(wǎng)自身的特點(diǎn)和技術(shù)水平，參考國(guó)外研究成果，提出構(gòu)建智能電網(wǎng)的技術(shù)體系和框架，才能建成符合我國(guó)技術(shù)戰(zhàn)略和用戶需求的堅(jiān)強(qiáng)統(tǒng)一的智能電網(wǎng)。
參考文獻(xiàn)
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電網(wǎng)技術(shù)論文篇二
微電網(wǎng)技術(shù)綜述
摘 要：本文首先闡述了微電網(wǎng)的定義和基本特征，其次介紹了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，詳細(xì)介紹了微電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。最后，對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)并對(duì)其未來的發(fā)展進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：微電網(wǎng);分布式;控制技術(shù)
1 微電網(wǎng)概述
微電網(wǎng)即微型電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同組成的、可提供電能系統(tǒng);微電網(wǎng)相對(duì)外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為一個(gè)單一的可控單元，該可控單元能夠滿足微電網(wǎng)內(nèi)部用戶對(duì)電能質(zhì)量及供電可靠性和安全性的要求[1][2][3]。具有以下特征[4]：(1)微電網(wǎng)內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必要的控制。(2)微電網(wǎng)相對(duì)于外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并可同時(shí)滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電安全等方面的要求。(3)微電網(wǎng)存在兩種典型的運(yùn)行模式：正常情況下微電網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，稱為聯(lián)網(wǎng)模式;當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿足要求時(shí)，微電網(wǎng)將及時(shí)與電網(wǎng)斷開而獨(dú)立運(yùn)行，稱為孤島模式。兩者之間的切換必須平滑而快速。
2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
近年來，許多國(guó)家如美國(guó)、日本、澳大利亞等紛紛開展了對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)的研究，并且解決了一部分微電網(wǎng)中的運(yùn)行、保護(hù)、經(jīng)濟(jì)性等理論問題。
2.1 美國(guó)微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀
美國(guó)是最先提出了微電網(wǎng)概念的國(guó)家，1999年美國(guó)可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會(huì)(the Consortium for Electric Reliability Technology Solutions，CERTS)首次對(duì)微電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)、控制、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行了研究并于2002年正式提出了相對(duì)完整的微電網(wǎng)概念，并且是目前微電網(wǎng)概念中最權(quán)威的一個(gè)。近年來，其微電網(wǎng)研究一直在有條不紊地進(jìn)行著，其研究的重點(diǎn)主要集中在提高供電的可靠性、滿足多種電能質(zhì)量的要求、降低成本和實(shí)現(xiàn)智能化等方面[5][6]。
2.2 歐洲微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀
歐洲國(guó)家于2005 年提出“Smart Power Networks”計(jì)劃，隨后便出臺(tái)該計(jì)劃的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方略。“Smart Power Networks”計(jì)劃作為歐洲2020 年及后續(xù)的電力發(fā)展目標(biāo)表明了未來歐洲電網(wǎng)需具備以下特點(diǎn)： 靈活性、可接入性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。并且提出微電源輸出端逆變器相應(yīng)控制策略：PQ控制VSI(voltage source inverter)控制策略。同時(shí)提出優(yōu)化約束方程，并對(duì)超額發(fā)出熱能的棄用制訂了懲罰方案。最后，在滿足微電網(wǎng)電、熱雙重需求的條件下，以系統(tǒng)燃料耗量最低為目標(biāo)，提出了優(yōu)化的功率分配方案[4]。
2.3 我國(guó)微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀
2008年初的冰雪天氣導(dǎo)致我國(guó)發(fā)生大面積停電，只有少數(shù)小電網(wǎng)在支撐重要用戶運(yùn)行，暴露了我國(guó)現(xiàn)有的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在保障用戶供電方面所存在的薄弱環(huán)節(jié)同時(shí)也將微型電網(wǎng)的作用充分展示了出來，并促使我國(guó)加快了對(duì)微型電網(wǎng)的研究步伐。2009年，中國(guó)國(guó)家科技部通過“973”計(jì)劃項(xiàng)目，專門資助了分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)研究。次年，中國(guó)國(guó)家科技部通過《國(guó)家高科技研究發(fā)展計(jì)劃(863)》立項(xiàng)了近十個(gè)有關(guān)微電網(wǎng)方面的研究課題。“十二五”期間，我國(guó)將在太陽(yáng)能、風(fēng)能占優(yōu)勢(shì)的地區(qū)建設(shè)成微電網(wǎng)示范區(qū)，同時(shí)還將推動(dòng)建設(shè)100 座新能源示范城市。我國(guó)微電網(wǎng)的發(fā)展雖尚處于起始階段，但微電網(wǎng)的特點(diǎn)適應(yīng)我國(guó)電力發(fā)展的需求和方向，具有廣闊的發(fā)展前景[7]。
3 微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
3.1 微電網(wǎng)的控制技術(shù)
在微電網(wǎng)研究領(lǐng)域，最為關(guān)鍵的技術(shù)是微電網(wǎng)的運(yùn)行控制。目前，有三種比較常見的微電網(wǎng)控制方式[2][3][9]：(1)基于電力電子技術(shù)等概念的控制方法。該方法根據(jù)微電網(wǎng)的控制要求與發(fā)電機(jī)的下垂特性將不平衡功率動(dòng)態(tài)分配給各機(jī)組承擔(dān)，具有簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。(2)基于能量管理系統(tǒng)的控制。該方法采用不同的控制模塊分別對(duì)有功和無(wú)功進(jìn)行控制，很好地滿足了微電網(wǎng)的多種控制要求，此外該方法針對(duì)微電網(wǎng)中對(duì)無(wú)功的不同需求，功率管理系統(tǒng)采用了不同的控制方法從而提高了控制性能。(3)基于多代理技術(shù)的微電網(wǎng)控制。該方法將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的多代理技術(shù)應(yīng)用到微電網(wǎng)，代理的自治性、自發(fā)性等特點(diǎn)能夠很好地適應(yīng)和滿足微電網(wǎng)分散控制的要求。
3.2 協(xié)調(diào)繼電保護(hù)和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)[10]
微電網(wǎng)的保護(hù)方法與傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護(hù)方法不同，主要是微電網(wǎng)的多電源特性，使得兩者區(qū)別很大，主要難點(diǎn)在潮流的雙向流動(dòng)、并網(wǎng)和孤立運(yùn)行時(shí)短路容量的變化方面。因此，傳統(tǒng)配電網(wǎng)在低壓側(cè)集中無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ呀?jīng)不適合微電網(wǎng)。
3.3 電力電子技術(shù)[10]
大部分的新能源發(fā)電技術(shù)所發(fā)出的電能在頻率和電壓水平上不能滿足現(xiàn)有互聯(lián)電網(wǎng)的要求，因此無(wú)法直接接入電網(wǎng)，需通過電力電子設(shè)備才能接入。為此要大力加強(qiáng)對(duì)電力電子技術(shù)的研究，研制一些新型的電力電子設(shè)備作為配套設(shè)施，如并網(wǎng)逆變器、靜態(tài)開關(guān)和電能控制裝置。
3.4 可再生能源技術(shù)
太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源接入電網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來了非常大的影響，雖然相對(duì)于傳統(tǒng)的能源發(fā)電，可再生能源的成本并不低，但是其新型的發(fā)電技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)的發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用。
3.5 儲(chǔ)能技術(shù)
儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)中是特別重要的一項(xiàng)技術(shù)，它具有削峰填谷的作用從而提高了間歇式能源的利用效率[11]，該技術(shù)的關(guān)鍵在于超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)，超級(jí)電容等方面。
結(jié)束語(yǔ)
微電網(wǎng)作為分布式發(fā)電優(yōu)化集成的一種方式，已經(jīng)成為世界各國(guó)研究的重點(diǎn)，微電網(wǎng)將在未來占有重要的地位。微電網(wǎng)雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但在大規(guī)模應(yīng)用之前，還有許多問題需要解決。所以中國(guó)微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展還將面臨著更多挑戰(zhàn)。但是近年來國(guó)家已出臺(tái)新的政策積極鼓勵(lì)新能源的發(fā)展并且方便新能源接入配電網(wǎng)，相信中國(guó)的微電網(wǎng)技術(shù)會(huì)走上高速發(fā)展的道路。
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