检索结果-内蒙古大学图书馆

电气应用 2018年第6期37卷 34-40页

作者：李响李庆光朱宁辉陈晓东温春雪南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 中电普瑞科技有限公司北方工业大学电气与控制工程学院

针对负载和电网处于不平衡条件下的双模式逆变器控制，首先研究了并离网两种情况下的逆变器电压正、负序分量提取的方法。其次，在并网运行时研究了二阶广义积分器和双同步解耦锁相控制方法，保证逆变器在电网电压不平衡时快速跟踪电网... 详细信息

针对负载和电网处于不平衡条件下的双模式逆变器控制，首先研究了并离网两种情况下的逆变器电压正、负序分量提取的方法。其次，在并网运行时研究了二阶广义积分器和双同步解耦锁相控制方法，保证逆变器在电网电压不平衡时快速跟踪电网变化以改善大电网不平衡对逆变器的影响。最后，通过仿真和实验验证了电网和负载不平衡条件下所用方法补偿不平衡分量并改善不平衡度的有效性。

关键词：双模式逆变器不平衡电网不平衡负载二阶广义积分器双同步解耦锁相

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分布式风光互补微网系统双模式逆变器控制研究

分布式风光互补微网系统双模式逆变器控制研究

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作者：陈晓冬北方工业大学

学位级别：硕士

运行于微电网下独立和并网两种模式的双模式逆变器,难免会遇到电网三相电压不平衡的状况。三相电压对称度作为微电网电能质量的重要指标,对于微电网的正常运行有着重要的影响。此外,在实际用户的用电条件下,很容易因用户的用电分配不均... 详细信息

运行于微电网下独立和并网两种模式的双模式逆变器,难免会遇到电网三相电压不平衡的状况。三相电压对称度作为微电网电能质量的重要指标,对于微电网的正常运行有着重要的影响。此外,在实际用户的用电条件下,很容易因用户的用电分配不均或外界引起的各种故障导致负荷侧三相电压不平衡情况。目前,电网和负载平衡下的逆变器控制已经有了较为成熟的方法。比如离网运行时的恒压恒频Vf控制方法,还有并网时的恒功率PQ控制方法,此外还有下垂控制方法等。这些方法都是在三相电压平衡的基础上通过比例积分或者比例谐振等跟踪调节方式进行稳定控制调节。然而,当电压发生三相不平衡的情况时,相对于三相平衡条件,会出现电压的负序分量。目前的控制方法大都是建立在三相电压对称即只存在电压正序而不存在负序分量的基础上。如果存在电压不平衡的情况而仍然采用只控制正序分量的方法,会导致输出电压和电流的畸变、谐波增大等问题,无论对负载还是逆变器都会有很大的影响。所以需要将不平衡电压条件下的正序和负序电压分量分离并提取出来分别进行控制。其中使用的方法有滤波分离法、对称分量法和延迟信号方法等。此外,对于并网系统,还要考虑并网锁相环的设计,由于负序分量的存在,如果采用常规的正序分量的锁相环难免会出现锁相失败的情况,因此,本文研究了二阶广义积分、双同步解耦锁相环的方法用以在不平衡电网条件下的锁相。基于上述的正负序分离和锁相方法,本文采用了离网电压电流正负序双环控制法和并网瞬时功率控制及负序分量抑制方法,消除电压电流畸变,减小输出谐波,保持功率稳定和效率的最大化以改善不平衡负载和电网环境对逆变器的影响。最后,结合各种带载及并网的双模式逆变器的拓扑结构,基于Matlab/Simulink分别建立了并网和独立情况下的仿真模型,并进行了电网和负载不平衡条件下逆变器运行的仿真验证。此外,本文还介绍了以DSP28335为控制核心的电路实验平台及对以上的理论和仿真进行的实验工作,仿真和实验验证了本文控制策略的正确和可行性。

关键词：双模式逆变器不平衡电网不平衡负载二阶广义积分器双同步解耦锁相

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基于下垂控制的双模式逆变器一体化控制策略

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电网技术 2016年第7期40卷 2148-2154页

作者：王晓寰张纯江高彩云柴秀慧电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学) 河北省秦皇岛市066004

微电网具备并网与孤岛2种运行模式,2种模式存在较大区别,传统设计在运行模式切换时,需要进行控制策略转换。切换过程易产生较大的电压电流冲击,且在三相并网系统中尤其突出,严重影响了系统稳定运行。为简化运行策略,保证系统有效控制,... 详细信息

微电网具备并网与孤岛2种运行模式,2种模式存在较大区别,传统设计在运行模式切换时,需要进行控制策略转换。切换过程易产生较大的电压电流冲击,且在三相并网系统中尤其突出,严重影响了系统稳定运行。为简化运行策略,保证系统有效控制,深入研究了基于下垂控制的双模式逆变器一体化控制策略。为解决孤岛运行时并联逆变器无法精确分担负载无功功率的问题,提出了基于电压幅值变化率的下垂控制方法,该方法在并网和孤岛模式及模式切换状态下均可实现系统有功和无功功率的有效控制。仿真和实验验证了方法的可行性。

关键词：双模式逆变器下垂控制主动同步控制一体化控制

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双模式逆变器母线电压补偿及控制策略研究

双模式逆变器母线电压补偿及控制策略研究

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作者：卢雄伟南昌航空大学

学位级别：硕士

随着传统化石能源危机的出现,社会各界也在不断地寻找其替代品,进而完成对能源结构的调整。在风能、太阳能、潮汐能、生物燃料等多种可再生能源中,太阳能因为储量丰富、低碳清洁而受到人们的青睐,近几年的增长势头非常可观,有关部门预... 详细信息

随着传统化石能源危机的出现,社会各界也在不断地寻找其替代品,进而完成对能源结构的调整。在风能、太阳能、潮汐能、生物燃料等多种可再生能源中,太阳能因为储量丰富、低碳清洁而受到人们的青睐,近几年的增长势头非常可观,有关部门预测它在今后二三十年甚至更长时间都将保持良好的发展趋势。本文顺应“空置屋顶为你养老”的理念,对双模式逆变器展开了相关的研究。第一,针对双模式逆变器稳态运行的控制策略研究,当系统从离网运行切换至并网运行时,被控对象也从LC滤波器变成LCL滤波器,因此文章分别设计了离网运行对应的电压电流双环PI控制器和并网运行对应的双电流环PI控制器。此外由内模原理可知PI控制器无法对正弦给定信号进行无偏差跟踪,为此本文提出了在双环控制器的基础上分别嵌入重复控制和谐振控制的改进方案。随后给出的仿真也验证了改进控制器相对于基本PI控制器拥有更好的跟踪性能。第二,由于双模式逆变器需要保障重要负荷的不间断供电,因此系统在保证稳态运行的基础上,还需要考虑到两种模式之间的无缝切换。文中分析了模式切换过程中电压突变产生的原因,并给出了引入过渡控制器来减小电压突变的控制策略,随后通过仿真波形的对比也验证了控制策略的改善效果。第三,对于逆变器而言,通过直流母线电压纹波的补偿可以达到改善输出电压THD和延长电容使用寿命的目标。文章在分析完直流母线电压纹波的产生原因之后,提出了利用蓄电池的充放电来实现母线电压纹波补偿的新思路,紧接着分别对蓄电池充放电过程进行了建模分析和控制器设计,随后给出的仿真分析验证了当蓄电池按照100hz的交流电流充放电时系统可以对低频纹波实现补偿的结论。第四,为了验证关于双模式逆变器的稳态运行、无缝切换及纹波补偿所提出的控制策略的实用性,文章从硬件和软件两方面下手搭建了一个实验样机,随后通过相关设备采集实验波形来验证文中的分析与设计。

关键词：双模式逆变器稳态运行无缝切换纹波补偿

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双模式逆变器的主动式孤岛检测研究

双模式逆变器的主动式孤岛检测研究

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作者：申书霞太原科技大学

学位级别：硕士

新能源的不断开发和利用使得分布式发电取得了迅猛的发展,大量的分布式发电接入电网给电网的稳定性和可靠性带来很大的挑战。微电网技术的研究和发展可有效解决分布式发电带来的问题,其相对于传统大电网具有更好的灵活性和可控性,是目... 详细信息

新能源的不断开发和利用使得分布式发电取得了迅猛的发展,大量的分布式发电接入电网给电网的稳定性和可靠性带来很大的挑战。微电网技术的研究和发展可有效解决分布式发电带来的问题,其相对于传统大电网具有更好的灵活性和可控性,是目前各国电力发展研究的热点。双模式逆变器作为微电网电力电子接口装置,除了满足两种模式的正常运行还需要保证切换过程的平滑性。因而对切换过程中所需要的主动式孤岛检测研究已成为电力发展领域的一个重要方向。本文分析了双模式逆变器的拓扑结构,根据系统实际应用的不同情况,构建了独立控制模式和并网控制模式的数学模型,并设计了相应的控制器。同时为减少切换过程对电网侧电流和负载端电压带来的冲击,加入了电压环以实现模式的平滑转换。此环还可以减少并网模式下的电网波动对输出电流的影响。针对孤岛效应的产生机理及其危害,分析并选择了孤岛检测的评价指标,对盲区的描述采用了f0 normQ?C的坐标平面方法。对经典的主动式孤岛检测方案原理及优缺点进行了对比分析。之后,本文提出了一种改进的主动式频率偏移法孤岛检测方案,该方案将带正反馈的主动频移法和优化电流扰动法相结合,并加入了符号函数。此改进方案相对于传统的主动频率偏移法使得检测盲区减小、对电能质量的影响降低,并加快了不同负载性质情况下的检测速度。搭建MATLAB仿真模型,验证了所述控制理论的合理性。在仿真实验的基础上设计了以TMS320F2812DSP为控制芯片的实验方案,搭建了小型硬件系统电路。

关键词：微电网双模式逆变器孤岛检测主动频率偏移

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三相并网/孤岛双模式逆变器切换技术研究

三相并网/孤岛双模式逆变器切换技术研究

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作者：张祺中国矿业大学

学位级别：硕士

并网/孤岛双模式逆变器主要应用于新能源分布式发电系统。新能源分布式发电以其巨大的环境、社会及经济效益而愈发受到重视,其关键性技术成为研究热点。本文以三相并网/孤岛双模式逆变器为研究对象,对三相并网/孤岛双模式逆变器运行模... 详细信息

并网/孤岛双模式逆变器主要应用于新能源分布式发电系统。新能源分布式发电以其巨大的环境、社会及经济效益而愈发受到重视,其关键性技术成为研究热点。本文以三相并网/孤岛双模式逆变器为研究对象,对三相并网/孤岛双模式逆变器运行模式间的切换技术进行了相关分析与研究。本文分析了三相双模式逆变器的系统运行,对三相双模式逆变器进行了数学建模,分别介绍了并网运行及孤岛运行的控制策略,仿真验证了两种模式运行下逆变器控制策略的合理性及正确性。对双模式逆变器的切换过程进行了分析,阐述了三相双模式逆变器运行模式间切换的基本算法,并分析比较了并网开关与控制模式之间切换顺序差异的切换过渡过程,针对并网运行模式切换至孤岛运行模式时电压外环PI调节器输出饱和问题做了相关改进;为了保证双模式逆变器由孤岛模式至并网模式的平滑切换,提出了一种基于下垂控制的并网预同步技术。仿真结果验证了本文给出的双模式逆变器切换控制算法的正确性。为了实现孤岛的快速准确检测,阐述了基于阻抗检测的孤岛检测技术的基本原理,分析比较了开关谐波法、小信号注入法两种电网阻抗检测方法,选取基于非特征次间谐波小信号注入法的电网阻抗在线检测方法,仿真验证了该方法的正确性与可行性。为了验证相关理论的正确性,本文搭建了5k VA三相双模式逆变器样机平台。对三相并网/孤岛双模式逆变器实验平台进行主电路参数设计及器件选型,设计了系统的控制算法,分别对三相双模式逆变器的并网运行控制策略、孤岛运行控制策略、并网运行切换至孤岛运行、孤岛运行切换至并网运行的控制策略进行了实验验证,实验结果表明所分析的模式切换控制方法的正确可行。

关键词：分布式发电双模式逆变器并网运行孤岛运行模式切换

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单相双模式逆变器控制及其切换方法研究

单相双模式逆变器控制及其切换方法研究

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作者：吕川武汉科技大学

学位级别：硕士

当今世界面临着能源枯竭的严峻形势，在这种背景下，以风能、太阳能为代表的可再生能源开发与利用得到重视。分布式发电系统是可再生能源利用主要途径之一，而双模式逆变器作为其核心部件，起着向电网输送电能的重要作用。目前，关于逆... 详细信息

当今世界面临着能源枯竭的严峻形势，在这种背景下，以风能、太阳能为代表的可再生能源开发与利用得到重视。分布式发电系统是可再生能源利用主要途径之一，而双模式逆变器作为其核心部件，起着向电网输送电能的重要作用。目前，关于逆变器关键技术研究还存在一些不足。为此，本文将着重研究以下几个方面课题：双模式逆变器输出滤波器设计、独立运行模式逆变器电压控制技术、并网运行模式逆变器电流控制技术、双模式逆变器不同工作模式间无缝切换方法。双模式逆变器独立运行时采用LC型结构，并网运行时采用LCL型结构，其工作特性存在巨大差异，因此，滤波器设计显得尤为重要。为此，本文定量分析了双桥臂输出电压谐波的分布情况，并依据滤波电容电压畸变率、逆变器侧电感电流纹波、并网电流畸变率三个指标选取滤波器参数，并从理论上系统地阐述了LCL滤波器设计方法。独立运行模式下，本文建立了逆变器传递函数形式的数学模型，基于此，分别研究了瞬时值电压单环PID控制技术和基于电容电流反馈双环控制技术，并引入极点配置设计方法对系统控制器参数进行分析与设计。仿真结果表明逆变器输出电压动态响应快、稳态精度高。也验证了引入电流内环双闭环控制后，系统表现更好抗负载扰动能力。并网运行模式下，本文建立了LCL并网逆变器传递函数的数学模型，并详细分析基于电容电流反馈并网电流控制器设计，电流控制器分别为为PI和PR两种形式。同时引入了基于系统稳态误差、相位裕度和幅值裕度控制器参数设计方法，这种方法能准确地获得合适闭环参数。仿真结果证实了参数设计有效性与正确性，系统表现出较好动态与稳态特性。双模式逆变器具有并网运行与独立运行两种状态，依据两种工作状态的特点，阐述两种模式间相互切换时序图。针对传统并网模式切换独立模式方法可能引起负载电压畸变问题，为此，在切换时刻可先设定并网基准电流逐渐减小至零后，再进行切换。仿真结论表明整个切换过程实现了平滑的过渡，也证实了本文提出方法的正确性与有效性。为验证仿真与理论分析正确性，搭建了原理样机实验平台，并详细介绍了系统的软硬件设计。通过此实验平台，得到了相关实验波形图。

关键词：双模式逆变器无缝切换电容电流反馈 LCL滤波器

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电压控制型离/并网双模式运行微网逆变器稳定性研究

电压控制型离/并网双模式运行微网逆变器稳定性研究

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作者：周子奇中国矿业大学

学位级别：硕士

基于可再生能源(光伏、风力等)和能量存储装置(电池、超级电容等)的分布式发电系统(Distributed Power Generation System,DPGS)已广泛用于微电网中。由于我国可再生能源分布的地理位置特点,许多DPGS建于远离电力主干网的地区。这些地区... 详细信息

基于可再生能源(光伏、风力等)和能量存储装置(电池、超级电容等)的分布式发电系统(Distributed Power Generation System,DPGS)已广泛用于微电网中。由于我国可再生能源分布的地理位置特点,许多DPGS建于远离电力主干网的地区。这些地区DPGS接口处的电网普遍较为脆弱,供电能力相对不太可靠。因此DPGS需要具有能够运行于并网模式(系统与电网相连)与离网模式(系统与电网断开连接)的能力。作为DPGS中的功率转换单元以及接口单元,基于电力电子器件的电压源型微网逆变器(Voltage Source Microgrid Inverter,VSMI)在离/并网双模式运行下的控制性能决定了系统运行的质量与稳定性。相较于电流控制方法,电压控制方法能够有效地保证VSMI在离/并网双模式之间的无缝切换,从而避免了模式切换瞬间产生的电压与电流冲击。由于双模式VSMI在两种模式下往往具有不同的输出滤波器,例如离网模式下的LC滤波器与并网模式下的LCL滤波器,从而使得系统在不同运行模式下具有不同的稳定性能。为了研究微网逆变器在离/并网双模式运行下的稳定性,本文围绕基于电容电压外环以及电容电流内环控制的双模式微网逆变器展开,具体研究内容如下:(1)本文推导了微网逆变器系统在离网模式以及并网模式运行时的主电路在连续域下的数学模型。随后对双模式微网逆变器数字控制系统中的关键环节,即采样、计算以及调制环节进行了研究分析,并推导了相应的数学模型。分析显示本文所用的数字控制环节总共存在1.5倍采样周期的等效数字延迟,从而为后续系统在离散域下的数学模型以及相应的稳定性分析提供了依据。(2)建立了基于传统电容电压外环以及电容电流有源阻尼内环控制方法的双模式微网逆变器系统在两种运行模式下的s域以及z域数学模型。通过Nyquist以及Routh判据研究了两种模式下系统的开环传递函数的极点分布情况以及开环传递函数的幅频曲线环绕(-1,j0)点的情况,进而分析两种运行模式的稳定性。分析显示两种模式下的系统具有相似的稳定性,即单一运行模式下系统的稳定性及控制器参数设计范围受系统的实际系统谐振频率影响;双模式下系统的稳定性及控制器参数设计范围将同时受两种运行模式的系统参数影响。不同模式下的谐振频率不尽相同且易受系统参数以及电网阻抗变化的影响,从而产生了系统的稳定性盲区,即当系统谐振频率处于稳定性盲区时,无论如何对控制器进行设计都无法同时保证两种运行模式的稳定性。(3)为了消除传统控制方法存在的固有稳定性盲区,本文对一种并联前馈补偿(Parallel Feedforward Compensation,PFC)控制方法进行研究,并提出了一种无盲区的控制设计方法。在z域中通过Nyquist以及Routh判据对基于所提方法的双模式微网逆变器系统进行了稳定性分析。分析结果显示采用所提方法的双模式微网逆变器系统的稳定性不再同时受两种模式的系统谐振频率以及电网阻抗变化的影响,从而消除了传统控制方法中存在的稳定性盲区,同时提高了系统对电网阻抗变化的鲁棒性。仿真与实验验证了上述分析的正确性以及所提方法的有效性。

关键词：双模式逆变器微网稳定性盲区参数设计电压控制策略

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基于储能电池的双模式逆变器的研究

基于储能电池的双模式逆变器的研究

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作者：王治宇华北电力大学

学位级别：硕士

随着大规模分布式电源的广泛应用以及电网调峰调频需求的增长,储能装置正逐步成为电网中的重要设备,它能够起到削峰填谷、平抑分布式电源输出功率的波动、充当应急电源的作用。蓄电池是储能装置的一个重要分类,目前广泛应用的二次电池... 详细信息

随着大规模分布式电源的广泛应用以及电网调峰调频需求的增长,储能装置正逐步成为电网中的重要设备,它能够起到削峰填谷、平抑分布式电源输出功率的波动、充当应急电源的作用。蓄电池是储能装置的一个重要分类,目前广泛应用的二次电池包括铅酸蓄电池和锂电池。电力电子变流器是储能电池接入电网或微电网的接口,主要拓扑包括双向升降压斩波电路、单相全桥逆变电路、三相半桥逆变电路。用于储能电池的逆变器,要求能够并网运行,也可以在电网故障时离网运行,因此称作双模式逆变器。本文以此为研究对象,开展了以下研究工作。本文首先在不同坐标系下建立了用于储能电池的双模式逆变器的数学模型(包括并网运行和离网运行)；分析了SVPWM的原理及实现方法。然后根据实际工程项目对储能逆变器的功能要求,设计了基于电池荷电状态(Soc)、电网状态、分布式电源输出情况这三个约束条件下储能逆变器的多种工作模式及其选择流程。论文重点研究了储能逆变器各个运行模式的控制策略,以及保证平滑切换的控制方法,并针对各种工况可能遇到的问题,提出或设计了最为适合的控制策略：(1)并网模式下,采取双闭环控制策略。平抑分布式电源波动时,控制外环以调度中心下发的指定功率为参考值,实际输出功率为指定值,内环为电感电流环；(2)对储能电池充电时,根据电池管理系统下发可对电池执行的操作以及电池端电压,选择相应的充电方式如恒压充电、恒流充电、涓流充电等；恒压充电时,外环输出应该取负作为内环的给定值；(3)选择外环限幅值为额定功率下的电流幅值,以避免并网时实际运行模式切换导致储能逆变器出现过流情况；(4)离网运行时,采取单环控制,控制目标为本地负载端电压；(5)提出采取电网电压正负序分量作为标准判断电网状态的方法,用于在电网故障或者从故障中恢复时发生的并网／离网切换,相比于主动式孤岛检测,能够弥补无法判断电网故障恢复的缺陷；(6)提出从并网切换至离网运行的方法是,并网运行时记录电网电压幅值相位,判断出电网发生故障后,以正常时的幅值相位按照50Hz的频率构造参考电压,保证负载端电压不发生突变；(7)提出从离网切换至并网运行的方法是,电网从故障中恢复后,以电网相位对负载端电压相位进行坐标变换,求出相位差和幅值差,调整逆变器输出电压直到相位差和幅值差为零,然后闭合并网开关。论文在进行系统地理论分析的基础上,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了完整的储能系统(含双模式逆变器)模型,对上述各种控制策略进行了验证。结合实际工程项目,研发了一台30kVA的储能逆变器样机,并进行了相关控制策略的检验,取得了良好的结果。

关键词：电池储能双模式逆变器双闭环控制正负序分量模式切换

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双模式逆变器模式切换的快速同步锁相方法

双模式逆变器模式切换的快速同步锁相方法

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中国电工技术学会电力电子学会第十四届学术年会

作者：丁志龙杜春水张承慧山东大学控制科学与工程学院济南 250061

双模式逆变器有孤岛和并网运行两种典型模式,快速同步锁相是实现两种运行模式无缝切换的前提.本文给出了一种新的同步锁相方法,该方法利用三相电压信号的固有特征,基于K/P坐标变换快速检测出正序分量的幅值和相位,同步锁相单元同时对逆... 详细信息

双模式逆变器有孤岛和并网运行两种典型模式,快速同步锁相是实现两种运行模式无缝切换的前提.本文给出了一种新的同步锁相方法,该方法利用三相电压信号的固有特征,基于K/P坐标变换快速检测出正序分量的幅值和相位,同步锁相单元同时对逆变器输出电压的幅值、相位和频率三者进行调整,从而加快锁相速度.仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性.该算法易于实现,具有很好的实用价值.

关键词：双模式逆变器快速同步锁相运行模式坐标变换

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