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  • 创刊时间:1982年
  • 原刊名:《江苏电机工程》

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  • 电力工程技术
  • 2019年 第38卷 第3期
  • 出刊日期:2019-05-28

《电力工程技术》创刊于1982年,电气工程类科技核心期刊,双月刊,全国公开发行,CN 32-1866/TM,ISSN 2096-3203,期刊内容覆盖电力系统发、输、变、配、用、调全领域。期刊办刊宗旨:跟踪电力工程技术热点问题和技术发展,刊载新技术在电力工程中的应用研究、电力工程领域创新性学术及技术成果,服务电力科技创新,传播电力工程领域新理论、新技术、新方法,搭建电力工程技术交流平台,促进电力工程技术水平的提升。

详细信息

2019年第38卷第3期

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    名家观点
  • 输配电价监管下供电公司投资规模仿真模型研究
    曾鸣,怀文明,叶嘉雯,陈云斐,刘英新,刘伟
    输配电价改革是新一轮电力体制改革的重要环节,在输配电价监管下,供电公司投资规模优化将是其未来工作重心。本文首先参考输配电价政策文件,构建了输配电价核定中资产、费用、收益和税金的量化模型;其次基于系统动力学理论,分析输配电价与各影响因素之间的驱动与制约关系,建立了输配电价和电网投资双向影响模型,该模型包含输配电价—供电公司投资仿真模型和供电公司投资—输配电价仿真模型两个子模型;最后,以某供电公司为案例进行仿真,计算其在恒定输配电价约束下的准许投资规模和在计划投资规模下的输配电价变动情况,针对仿真结果提出了对应的投资优化策略,算例结果验证了仿真模型的可行性。
    2019  .  38(3):    1-7    [摘要](102)    [PDF](77)
  • 专论与综述
  • 轨道电路内屏蔽电缆多回路模型与其参数计算
    谭瑞娟,阳晋,庞福滨,嵇建飞,邹军
    内屏蔽数字信号电缆是高速铁路轨道电路的传输通路,其多回路仿真模型与其参数计算对研究高速铁路轨道电路信号传输有重要意义。本文考虑内屏蔽数字信号电缆的结构特点和信号传输路径,建立其考虑耦合的多回路电路仿真模型。对多回路中涉及的参数,采用有限元方法,给出电缆电容、电感和电阻参数计算的一般方法。通过计算结果与测量结果对比,验证计算方法的正确性。本文建立的多回路模型可用于高速铁路轨道电路信号传输研究和故障诊断。
    2019  .  38(3):    8-12    [摘要](79)    [PDF](87)
  • 家庭小区型多微网典型特征及工程设计
    黄钰琪,杨苹,刘泽健
    为实现多分布式发电接入和用户高效可靠供电,可将微网划分成多个计划性的子微网,以降低控制复杂度,形成多微网互联运行。随着分布式光伏发电系统在用户侧的规模化接入,家庭小区型多微网的应用场景逐渐增多。本文首先从源荷、结构、技术、运营四方面详细阐述家庭小区型多微网的典型特征;在此基础上,按照需求分析、电气设计、评估检验的路线,提出系统工程设计的一般流程,给出系统设计目标和配置、一二次侧电气设计要求。最后结合某小区实际情况,综合考虑安全性、经济性等需求,给出该多微网示范工程的初步设计方案,为家庭小区型多微网的推广提供参考价值。
    2019  .  38(3):    13-20    [摘要](70)    [PDF](68)
  • 非等分布置的特高压直流输电接地极导流系统设计
    李文津,赵爱军,吴小东
    为满足特高压直流输电工程传输容量的不断提升需求,针对接地极导流系统等分布置常规方案的技术缺陷,提出适用于额定直流电流6250A及更高的特高压直流输电接地极导流系统“外六内三”的非等分布置方案。基于电力系统行业标准规定的两种N-1故障及行标未规定但实际运行中可能出线的三种N-2故障,给出接地极导流系统通流能力阈值计算方法,并据此给出“外六内三”非等分方案下接地极导流系统稳态通流及故障态校验。搭建适用于实际工程的仿真模型,详细研究其导流电缆截面选型依据,并根据本文提出方案与常规方案的经济性对比分析,给出非等分布置时高压直流输电接地极导流系统通用设计。
    2019  .  38(3):    21-26    [摘要](57)    [PDF](61)
  • 配网规划与控制专题
  • 基于IGDT的网架重构过程中风场出力调度
    刘昌盛,谢云云,王晓丰,李凯嵘
    由于风电具有启动功率小、启动速度快等特点,在停电系统恢复过程中利用风电为其提供功率支持,可以加快系统负荷的恢复。由于风电出力的不确定性,需要对风电出力进行调度,减小风电出力的波动范围,在保证已恢复系统安全的前提下提高风电的利用效率。为此,本文提出了一种基于信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)的风电场出力调度方法。首先建立了不考虑风电出力不确定性时的风场出力参考值确定性模型,然后基于IGDT方法将确定性优化模型转变为考虑风电不确定性的风场出力调度优化模型,再利用人工蜂群算法对优化模型进行求解,最后以IEEE39节点系统和江苏实际系统为例验证了本文方法的有效性。
    2019  .  38(3):    27-33    [摘要](62)    [PDF](42)
  • SVM在中压配网停电事件补全中的应用研究
    张波,肖坚红,梁晓伟,疏奇奇,张良,隋仕伟
    应用大数据平台深入挖掘计量数据对配电网的运行支撑是当前电网重要研究方向,论文应用支持向量机(Support Vector Machine-SVM)算法研究中压配网停电事件补全方法,解决停电事件准确统计难题。首先总结中压配电网的五类停电事件,接着重点研究了SVM补全方法,给出停电事件补全思路,五类停电事件的SVM补全模型构建方法,并提出了涵盖配电网模型构建、SVM模型构建、SVM求解及故障类型判断的补全流程,然后从工程应用角度,设计了补全模块与用电信息采集等各相关系统间的业务关系框架并进行数据分析架构设计。论文最后以安徽黄山等四家地市公司为例进行了实践应用分析,验证了本文研究方法可极大提升停电事件统计的及时性和准确性。
    2019  .  38(3):    34-40    [摘要](69)    [PDF](75)
  • 基于MPC的主动配电网多级电压控制
    韩华春,窦晓波,李强,常莉敏,沈璐,杜健雄
    随着光伏高渗透率接入不同电压等级配电网,各电压等级配电网之间相互影响更加复杂,实现运行控制策略的经济性和安全性是一个极大的挑战。本文以中压配电网为控制对象,计及不同电压等级配电网间的交互影响,提出了基于模型预测控制的主动配电网多级电压控制方法。中高压配电网控制中,考虑高压配电网所控制的有载调压变压器/并联电容器组的未来时刻动作计划,建立中高压关联模型,协调控制中压配电网连续型设备与高压配电网离散型设备;中低压配电网控制中,计及中低压配电网间的不确定性交换功率及其相互影响,构建中低压关联模型,实现中压配电网对低压配电网的支撑。最后,在MATLAB中进行仿真分析,验证所提多级电压控制的可行性和有效性。
    2019  .  38(3):    41-50    [摘要](73)    [PDF](69)
  • 基于最大离差与系数熵的配网规划评估方法
    尹晓敏,王华莹,丁吉,朱辉,谭兴贵
    现有配电网规划评估方法中,缺少同时量化专家主观经验与指标客观因素的综合求解模型。分析了配电网规划参与者的利益诉求,搭建了一套较为完整的配电网规划综合评价指标体系。利用最大离差和最大系数熵的组合权重求解方法求解了指标权重值,此方法既考虑了专家对指标的先验知识,又兼顾了组合评价指标对方案的客观影响因素。采用实际配网的规划方案进行评估验证,结果证明了本文方法的工程实践意义,可以作为配电网络规划、扩建工作的参考评价方法。
    2019  .  38(3):    51-59    [摘要](37)    [PDF](44)
  • 电网运行与控制
  • 抑制换相失败期间送端电网过电压的控制策略研究
    刘琳,雷霄,孔祥平,林少伯,孙栩,谢国平
    在受端交流系统发生故障时,基于电网换相换流器的直流输电系统会存在发生换相失败的问题,有功功率中断,送端无功功率过剩将造成送端交流系统过电压,进而造成风机等新能源设备脱网。因此,本文提出了一种换相失败功率恢复特性控制策略,该策略的原则是基于故障前后系统消耗的无功功率保持不变,以最大限度的保持送端交流电压稳定,防止发生过电压。具体策略是在发生换相失败时快速投入逆变侧旁通对,限制整流侧触发角为95°,并根据故障前的无功功率消耗计算出故障期间的直流电流指令值,将其作为为VDCOL的电流指令输出值,这样可以使直流系统在有功功率中断的0功率运行模式下,仍维持一定的直流电流,从而保证送端换流阀能够正常换相,具有一定的无功消耗,抑制送端交流过电压的问题。
    2019  .  38(3):    60-66    [摘要](92)    [PDF](64)
  • 基于主导轨迹断面阻尼比灵敏度的仿真关键参数诊断
    李峰,彭慧敏,李威,袁虎玲,鲍颜红
    电力系统机电暂态仿真中,励磁、调速、PSS等控制系统参数不合理,易引起控制系统稳定性弱化,导致仿真可信度降低。基于轨迹断面阻尼比灵敏度指标,提出一种机电暂态仿真中控制系统关键参数的实用诊断方法。由仿真中各控制系统的输出变量振荡特性确定主导断面时刻、主导发电机及其对应控制系统,针对主导断面时刻和主导发电机进行单机无穷大(OMIB)等值后,经阻尼比灵敏度分析给出参数调整建议,多个算例验证了所提方法的有效性。该法是轨迹特征根思想的一种工程应用,结合数值积分提供的控制系统振荡信息与平衡点特征根技术提供的阻尼比灵敏度解析信息,可快速定位不合理的控制系统参数,适用于复杂多机系统的参数诊断。#$NL关键词:机电暂态仿真;控制系统;参数;轨迹特征根;阻尼比灵敏度#$NL中图分类号:TM712
    2019  .  38(3):    67-73    [摘要](50)    [PDF](115)
  • 大电网大规模稳控系统广域测试接口装置的设计与应用
    郭琦,夏尚学,朱益华,常东旭,任祖怡
    为解决在实验室无法完成大规模稳控系统功能测试的问题,设计了一种与现场在运稳控装置接口的数据转换装置,本文针对此装置的整体设计方案进行了详细的介绍,并结合典型的系统应用,实现了仿真实验室RTDS试验系统与远方在运设备的信息交互,将试验系统扩展到现场在运设备,从而完成了实验室对现场安全稳定控制系统的完整闭环测试,该装置的设计和远程测试方法的应用为后续大型稳控系统的远程仿真测试提供了试验基础。
    2019  .  38(3):    74-79    [摘要](67)    [PDF](60)
  • 不平衡电压下VSG无锁相环并网及运行控制策略
    奚鑫泽,徐志,洪灏灏,顾伟
    针对并网逆变器在不平衡电压下电流畸变严重和锁相环节(phase-locked loop,PLL)复杂等问题,本文设计了一种基于改进虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的逆变器无锁相环控制策略。重点研究了VSG在不平衡电网电压下的运行控制方法,设计了一种基于比例积分谐振(proportional integral resonant,PIR)控制器的改进VSG控制策略,在不改变VSG外特性的基础之上有效地抑制了逆变器输出电流的不平衡分量。同时,本文提出了一种基于虚拟功率的VSG预同步控制策略,保证了VSG孤岛转并网模式的无缝切换。整个控制过程不依赖锁相环,避免了锁相环对系统控制精度以及响应速度的影响,同时降低了控制系统的复杂度。最后搭建了基于RT-LAB的实时仿真平台对所提控制策略进行了验证。#$NL关键词:虚拟同步机; 不平衡电压; 平滑切换; 无锁相环;RT-LAB#$NL中图分类号:TM 721
    2019  .  38(3):    80-86    [摘要](55)    [PDF](44)
  • 一种基于DSSC集中控制的实时优化分配方法
    陈汹,赵静波,封科,钟亮民,朱开阳
    分布式静止串联补偿器(DSSC)体积小、功耗低,可直接串接在输电线路上进行潮流控制,已成为最具前景的分布式柔性交流输电技术之一。本文针对DSSC的特点,设计了DSSC集中管理控制系统,并提出了三种适用于DSSC集中控制的子模块调节出力的分配方法,通过仿真算例验证了三种方法的有效性并对比分析了三种方法的优缺点,为后续研究和工程示范提供理论指导。
    2019  .  38(3):    87-92    [摘要](56)    [PDF](51)
  • 基于加权模糊时序Petri网络的电网故障诊断模型
    戢李刚,陈昊,谭风雷
    提出了一种基于加权模糊时序Petri网络的电网故障智能诊断模型,该模型主要包括停电区域识别、可能故障元件加权模糊时序Petri网络建模、故障元件集求解、保护/断路器动作情况判定四个部分。介绍了故障差错告警差错信息的分类以及故障告警信息时序特性,研究了断路器动作信息及网络拓扑关系,结合广度优先搜索(BFS),得到了停电区域识别方法。最后,以新英格兰10机39节点系统为例,建立了母线和线路加权模糊时序Petri网络故障诊断数学模型,并给出了该系统的总体结构,结果表明该模型能够快速故障定位,准确保护提供和断路器动作评价信息。
    2019  .  38(3):    93-99    [摘要](58)    [PDF](121)
  • 计及用户舒适度的电热水器多目标优化控制策略
    武媚,包宇庆,张金龙,吉同舟
    需求响应通过电价或激励信号引导电力用户改变用电行为,提高电力系统的经济性和可靠性,用户的舒适度是需求响应项目在实行过程中需要考虑的重要内容。电热水器用量大、储热性较好,是重要的需求响应资源。本文以自动混水恒温型电热水器为研究对象,提出一种兼顾经济需求和舒适度的灵活调控方案,建立水箱热力学模型与自动混水阀控制系统,引入用电舒适度指标,建立了兼顾电费和舒适度指标的多目标优化模型;通过遗传算法优化求解,得到EWH最优功率分布时段,并与传统控制策略和以最小化用电费用为目的的单目标优化策略进行对比;最后算例验证了该方法的有效性。
    2019  .  38(3):    100-107    [摘要](71)    [PDF](49)
  • 智能配网与微网
  • 新电改下考虑微网和多元负荷的配网效益评价研究
    叶斌,王绪利,马静,孙乾,邱新福,尹晨旭
    随着新电改的不断推进以及微网、多元负荷的迅速发展,在政策与技术的综合背景下如何确保电网公司对配电网投资的综合效益成为关键。针对该问题,本文综合考虑微网、多元负荷对配网投资的影响,构建了一种配网投入-产出效益评价指标体系;其次,结合微网、多元负荷对购售电的影响建立了新电改后配电网的投入产出模型;最后提出了评分法和优选法两种方法进行配网投资的评价以及配网规划项目的优选,其中评分法采用层次分析法及熵权法确定综合权重,优选法采用改进灰色关联度法进行数据分析。实际算例验证了所提评价体系的可行性以及有效性。
    2019  .  38(3):    108-114    [摘要](48)    [PDF](69)
  • 基于浮动门槛值的改进电流互感器饱和识别方法研究
    张凌浩,刘建坤,卜京
    线路纵联通道中传统互感器与电子式互感器混用时,传统电流互感器饱和可能导致线路差动保护不正确动作。目前虚拟制动电流法是解决这一问题的常用方法,但虚拟制动电流法开放差动保护门槛值固定,并未考虑线路参数变化对其的影响,使得开放差动保护时间较长。针对这一问题,本文在虚拟制动电流法基础上,提出了一种基于浮动门槛值的改进方法。通过对电流互感器进行建模,获取线路参数与饱和程度关系,计算出浮动门槛值参考曲线,并根据具体线路参数自适应选取门槛值,以确保差动保护不误动,同时缩短差动保护闭锁时间。仿真表明,该方法能够有效提高灵敏性,减小差动闭锁时间,并具有较大的适用范围。
    2019  .  38(3):    115-120    [摘要](58)    [PDF](56)
  • 基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置
    谢伟伦,薛峰,黄志威
    为实现全网任意位置电压暂降可观测,提出一种基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置方法。首先根据电压暂降幅值解析式,利用黄金分割法搜索故障位置在各线路变化时,节点的最小暂降幅值;进而根据电压阈值确立可观测域,构建出计及各种短路故障情形的最恶劣可观测矩阵。最后以系统内监测点数目最少为目标,全网任意位置电压暂降可观测为约束,建立电压暂降监测点优化配置模型。在构造电压暂降可观测矩阵的计算中,考虑了系统最恶劣电压暂降情形,避免了监测盲区。通过对IEEE30节点系统的仿真计算证明了该方法的有效性。
    2019  .  38(3):    121-126    [摘要](48)    [PDF](47)
  • 高电压技术
  • 短时大电流入地时管道阻性耦合电压计算方法研究
    梁玄鸿,余骏阳,李后英
    交流架空输电线路与钢制埋地管道的共用走廊资源的现象越发频繁,短时大电流入地时产生的阻性耦合电压将会严重加速管道腐蚀。为量化计算埋地管道阻性耦合电压,本文提出一种基于CDEGS仿真模型的计算方法。首先建立大电流入地仿真模型;其次给出工频电流接地时管道阻性耦合电压的计算方法,并分析电流幅值、土壤电阻率以及电流入地点离管道最近点的距离对管道阻性耦合电压的影响;最后给出雷电流入地时,计及频率的阻性耦合电压的计算方法以及基于时频转换的电压最大值计算方法,并分析雷电流幅值、雷电流入地点离管道最近点的距离、土壤电阻率以及雷电流经多杆塔入地对管道阻性耦合电压的影响。#$NL关键词:交流架空输电线路; 短时大电流; 埋地钢制管道; 阻性耦合电压#$NL中图分类号:TM75
    2019  .  38(3):    127-133    [摘要](47)    [PDF](57)
  • 考虑非线性极化的接地极对管道泄漏电流计算及验证
    刘元庆,曹方圆,谭波,李雄,鞠勇,张康伟
    直流接地极对邻近埋地油气管道的腐蚀影响和危险影响问题日益突出,迫切需要更为准确的计算方法。本文在前续研究的基础上,将管道和接地装置使用矩量法建立等效的电路模型,将管道表面破损处的极化效应考虑为非线性受控电压源,由此给出了考虑金属表面非线性极化的直流接地极对埋地金属管道影响计算方法。在特高压交流试验基地接地实验室的矩形水池槽中,通过搭建高压直流接地极和油气管道的缩比试验模型进行了实验研究,得出了管道表面的断电电位和泄漏电流密度。基于实验结果对计算方法进行了有效性验证,结果表明该计算方法与测试结果在工程应用范围内吻合得较好,可为工程应用提供估算参考。
    2019  .  38(3):    134-139    [摘要](53)    [PDF](46)
  • 500 kV双回输电线路转角塔附近屋顶畸变电场分析
    黄明祥,卞宏志,林奕夫,王一霏,杨冬阳,傅正财
    同塔双回输电线路转角塔附近的民房屋顶空间工频电场畸变较严重,是制约输变电工程规划、设计和环保评价的重要因素。本文建立了500kV双回输电线路转角塔附近空间的工频电场仿真模型,通过仿真计算与实测数据对比验证模型的有效性,分析了影响屋顶电场的畸变因素,并以电场曝露限值标准推算房屋距线路的安全距离。研究结果表明转角塔附近屋顶畸变电场随线路转角和房屋高度的增加而增大,随房屋距线路距离的增加而减小;从畸变影响程度上看,房屋邻近线路时,房屋高度是影响屋顶电场水平的主因,房屋远离线路时,房屋距线路的距离是影响屋顶电场水平的主因;在转角塔的转角设计允许范围内,线路转角对屋顶电场水平的影响较小。最后,本文给出了转角塔附近不同高度房屋在不同线路转角情况下的安全距离,可为500kV双回输电线路的工程规划、设计和环境影响评价提供参考。
    2019  .  38(3):    140-145    [摘要](58)    [PDF](64)
  • 技术探讨
  • 热老化条件下LDPE/TiO2纳米复合材料介电特性研究
    李玉栋,张建华,徐海霞,张占喜
    电力电缆在运行过程中普遍存在的热老化现象容易加速绝缘失效,限制设备使用寿命,甚至引发电力系统故障。纳米粒子掺杂改性可以提高聚乙烯基体材料的热稳定性,开展相关研究可以为提高电缆绝缘寿命提供解决方案。本文以低密度聚乙烯(LDPE)/二氧化钛(TiO2)纳米复合材料为研究对象,分别研究了热老化条件下,纳米粒子浓度、老化时间、老化温度对材料介电特性的影响。实验结果表明,掺杂TiO2纳米粒子能够改善LDPE基体材料的介电特性,当TiO2纳米粒子填充质量分数为0.5%时,纳米复合材料介电特性最佳;老化时间和老化温度是影响材料介电特性劣化的两个重要因素,随着老化时间推移和老化温度提高,纳米复合材料的介电性能劣化现象越明显。对聚乙烯材料进行纳米改性的同时降低电缆运行环境温度,对提高电缆绝缘寿命具有重要意义。#$NL关键词:LDPE/TiO2纳米复合材料; 热老化; 老化时间; 老化温度; 介电特性#$NL中图分类号:TM215.1
    2019  .  38(3):    146-150    [摘要](45)    [PDF](54)
  • 基于模糊聚类曲线相似度的负荷用户识别方法
    吴郅君,殷新博,陈中,杜健,刘艺
    为了满足电网公司精细化管理的要求,有针对性的管理用户,本文提出了一种基于模糊聚类算法与曲线相似度的负荷用户识别方法。以江南地区养殖负荷用户为例,通过电力数据驱动,进行数据挖掘分析,依据特征量和日负荷曲线,引入模糊聚类算法得到养殖负荷用户规律性用电行为特性,最后通过分析用户日负荷曲线与特性曲线之间的曲线相似度,判断用户是养殖负荷用户的可能性,为供电公司精准服务提供依据。随机抽取供电公司未知用户负荷数据进行实例验证,结果表明,所提出的方法具有较好的可行性和有效性。
    2019  .  38(3):    151-156    [摘要](60)    [PDF](44)
  • 一种抽能高抗的抽能绕组匝间短路保护方案研究
    莫品豪,郑超,张晓宇,蔡东升,顾乔根,龚啸
    抽能型高压并联电抗器,是一种既能吸收系统多余无功也能提供站用电源的新型电抗器。对于其抽能绕组匝间短路故障,目前工程上的保护方案存在选择性差、动作时间过长等不足。因此,本文提出一种新型的抽能绕组匝间短路保护方案,在满足选择性和可靠性的前提下,提高保护的速动性和灵敏性。#$NL关键词: 抽能型; 并联电抗器; 抽能绕组;匝间保护
    2019  .  38(3):    157-162    [摘要](47)    [PDF](45)
  • 同塔并架高压直流输电线路故障及保护特性研究
    刘云
    同塔并架高压直流线路技术应用前景广阔。本文重点研究直流线路布置方式和故障形式对同塔并架直流线路故障识别和保护配置影响,提出综合应用等值电网求解、交流电网直流主回路电磁暂态建模、典型故障模式抽取等技术,建立仿真平台,研究典型故障特性下直流线路行波、突变量、直流欠压和纵差等保护特征值,分析直流线路保护影响因素和规律。研究表明:现有直流线路保护可有效识别大部分故障,但识别特定导线布置特定故障存在困难。建议直流工程线路设计中,避免采用特定导线布置,提高线路保护识别和响应故障能力。上述研究理论基础扎实、研究思路清晰,可支撑直流工程设计、建设、运行和维护,具有推广和应用价值。
    2019  .  38(3):    163-169    [摘要](68)    [PDF](74)
  • 基于黎曼积分的连续最优潮流模型
    袁亚云,周威林,杨阳,马益锋,葛钦
    在实际电力系统中,负荷在多种因素的综合影响下时刻变化着,可将其看成是一个连续变化的函数。智能电网的发展使连续时间的数据获取和发电机控制成为可能。应用黎曼积分的思想,对最优潮流进行拓展,考虑变量在时间上的连续性,从而建立基于黎曼积分的连续最优潮流模型。对IEEE5节点系统进行仿真,验证了算法的准确性和实用性。结果表明:该模型能够解得一段连续时间内满足所有约束的调度方案,且发电机出力能很好地跟随负荷的波动。
    2019  .  38(3):    170-174    [摘要](55)    [PDF](92)

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