电力系统最优潮流计算PPT课件

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第11章 电力系统的潮流计算WJYPPT课件

第11章 电力系统的潮流计算WJYPPT课件

Step5:利用Step4计算得到的节点电压Vb,Vc ,Vd ,重复Step3、Step4,直到精7 度满足要求为止。
电力系统的潮流计算—开式网络的电压和功率分布计算
复杂开式网络潮流的计算机算法 Step2:支路顺序编号(消去叶节点法,分层
方法,等) Step3:回代计算:按照支路编号顺序,计算 A
度满足要求为止。
6
电力系统的潮流计算—开式网络的电压和功率分布计算
开式网络的电压和功率分布计算步骤 Step1:制定一相等值电路; Step2:计算运算负荷Sb,Sc ,Sd ; Step3:回代计算:设定各节点电压初值(VN),从末端d节点开始,计算各支
路功率损耗和首末端功率,直到A点; Step4:前推计算:从A节点开始,计算各各支路电压降落和节点电压;
CH11 电力系统的潮流计算
开式网络的电压和功率分布计算
配电网潮流算法:前推回代法
简单闭式网络的功率分布计算
环网功率分布:循环电势的概念
环网潮流控制
复杂电力系统潮流计算
潮流计算的数学模型
-拉夫逊法潮流计算
P-Q分解法潮流计算
1
电力系统的潮流计算—开式网络的电压和功率分布计算
Review:网络元件的电压降落与功率损耗计算
回代
S
P22 Q22 V22
R
jX
P1 jQ1 P2 jQ2 S
Step3:已知V1, S1
P1
jQ1
,
计算V1
,
V1
,V2(k
1)
,
(k 2
1)
前推
step4:如果
V (k 1) 2
V2(k )
,或k kmax ,计算结束,否则

基于MATLAB的电力系统潮流计算ppt课件

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14
仿真分析:因为设计采用version2格式,每个电网用变量名 为”mpc“的结构体来定义,根据下列数据利用MATPOWE进 行编程,以下为对实例进行编程MATPOWER潮流仿真计算程 序的M文件:
function mpc=case5_01
% MATPOWER Case Format:Version 2
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12
四、MATPOWER在潮流计算上的应用
在进行潮流计算之前,首先要将电网的各种参数携 程MATPOWER所用的数据文件格式。一般采用的数据文件格 式有以下两种:
(1)version1格式。数据文件中的电网各种参数采 用baseMVA、bus、branch、gen、等变量来定义和返回。
• baseMVA变量是一个标量,用来设置基准容量。对于计算中采 用有名值,可以根据需要设置,如IOOMVA;对于计算中采用标么值,
一般设置为1。
• bus变量是一个矩阵,用来设置电网中各母线参数,其格式为:
bus_i、type、Pd、Qd、Gs、Bs、83"ea、Vm、Va、baseKV、zone、
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9
MATPOWER电力潮流和最优潮流
电力潮流
•MATPOWER拥有 5种潮流计算方法,他们可以通过 runpf来调用。除了可以输出到屏 幕之外(作为默认方式),runpf还可以有以下的返回选项可以选择参数来输出解:
>> [baseMVA,bus,gen,branch,success,et]=runpf(casename);
mpc.Version = '2';
%% -----Power Flow Data-----%%
%% system MVA base

潮流的计算机算法ppt课件

潮流的计算机算法ppt课件
复杂电力系统潮流的计算机算法
2020/3/31
1
带有最优 乘子的牛 顿潮流算

牛拉 法
保留非线 性直角坐
标法
保留非线 性直角坐 标快速潮
流法

简化

满足初 始条件 时为等 效算法
PQ分 解法
定雅克 比牛顿

2020/3/31
基本潮流
最优潮流牛顿算法
最优潮流简化梯度 算法
优化潮流
2
算法名称
算法特性
最优乘子法
能够有效地解决病态系统的潮流计算,且 永远不换发散
2020/3/31
3
内容提要
功率方程 牛拉法 P-Q分解法 保留非线性潮流算法 最小化潮流算法 最优潮流 潮流计算中稀疏技术的运用
2020/3/31
4
➢功率方程
电力系统中已知的往往是功率,需要用已知的功率来代替未
知的电流:
S%i
Pi
代入H、L的表达式
i j时
H ij
Pi
j
UiU j (Gij sin ij
Bij cosij )
cosij 1,Gij sinij 0 U iU j Bij
Lij
Pi U j
Uj
UiU j (Gij
sin ij
Bij
cosij )
cosij 1,Gij sinij 0 U iU j Bij
2020/3/31
15
i j时
H ii
Pi
i
Qi
U
2 i
Bii
U
B2
i ii
Lii
Qi
U
2 i
Bii
U
2 i

电力系统潮计算PPT课件

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⑴在 B '中尽量去掉那些对有功功率及电压相角影响较小的因素,如
略去变压器非标准电压比和输电线路充电电容的影响;在 B 中'' 尽
量去掉那些对无功功率及电压幅值影响较小的因素,如略去输电 线路电阻的影响。
⑵为了减少在迭代过程中无功功率及节点电压幅值对有功迭代的影 响,将(2-44)右端U各元素均置为标幺值1.0.
• 潮流计算公式作如下修改:
P i a 1 b 1 u u ii0 c 1 u u ii0 2 P i0 (s) u ij iu jG ijc o ij B s ijs iijn
Q i a 1 b 1 u u ii0 c 1 u u ii0 2 Q i (0 s) u ij iu jG ijs iijn B ijc o ij s
(4)和节点导纳矩阵具有相同稀疏结构的分块雅可比矩阵 在位置上对称,但由于数值上不等,说以,雅可比矩阵式 一个不对称矩阵。
2024/6/4
11
四、牛顿潮流算法的性能分析
• 优点:
⑴收敛速度快。
如果初值选择较好,算法将具有平方收敛性,一般迭代4~5次便 可以收敛到一个非常精确地解,而且其迭代次数与计算的网络规模 基本无关。
方程组的解。而牛顿法出于线性近似,略去了高阶项,因此用每次迭
代所求得的修正量对上一次的估计值加以改进后,仅是向真值接近了
一步而已。
2024/6/4
24
为了推导算法的方便,下面将上述潮流方程写成更普遍的齐次二次方 程的形式。
首先作以下定义:
一个具有n个变量的齐次代数方程式的普遍形式为:
(2-65)
2024/6/4
2024/6/4
3
第三节 牛顿潮流算法
一、牛顿法的基本原理

电力系统牛拉法潮流计算PPT课件

电力系统牛拉法潮流计算PPT课件
• 电力网络 • 节点导纳阵
• 负荷 • 恒功率模型(PQ节点)
4
第4页/共41页
潮流计算数学模型
• 功率平衡方程 • 节点导纳方程:
• 节点功率平衡方程:
YV I
EˆI Sˆ Sˆ EˆYV
• 将其代入可得: Pi jQi Vˆi (Gij jBij )Vj i 1, 2, N ji
第38页/共41页
算例
测试系统
本文算法
牛顿法
快速分解法
IEEE30 IEEE118 SHH216 IEEE300 NE542 Polish2746
• 已知量为:平衡节点的电压;除平衡节点外所有节点的有功注入量;PQ节点的无功注入量;PV节点的电压 辐值
• 直角坐标下和极坐标下有不同的处理方法
9
第9页/共41页
直角坐标下潮流方程
• 直角坐标下待求变量
• 直角坐标下功率方程
e1
x
en f1
fn
P1
Pn Q1
f (x)
• 具体可参见 • Kusic G L. Computer-aided power systems analysis. Prentice Hall, 1986
16
第16页/共41页
牛顿-拉夫逊法潮流计算
• 牛顿法的历史 • 牛顿法基本原理
• 对于非线性方程 • 给定初值 • 用Talor级数展开,有:
• 即:
5
第5页/共41页
直角坐标功率平衡方程
• 如果将节点电压用直角坐标表示,即令Vi ei jfi
则有:
Pi jQi (ei jfi ) (Gij jBij )(ej jf j ) ji (ei jfi )(ai jbi ) i 1, 2, N

《电力系统潮流计算》课件

《电力系统潮流计算》课件
2 未来发展方向
随着电力系统的发展和智能化技术的应用,潮流计算将面临更多挑战和机遇,需要不断 创新和改进。
节点导纳矩阵
描述各个节点之间的电导和电 纳关系
母线导纳矩阵
描述各个母线之间的电导和电 纳关系
支路导纳矩阵
描述各个支路之间的电导和电 纳关系
案例分析
1
单母线系统
对单母线系统进行潮流计算,以分析电压和功率的变化
2
多母线系统
对多母线系统进行潮流计算,以分析各个母线之间的电压和功率流向
潮流计算的实现
MATLAB实现
使用MATLAB进行潮流计算,利用 其强大的数值计算和优化工具
Python实现
使用Python进行潮流计算,利用 其灵活的语法和丰富的科学计算 库
PowerFactory实现
使用PowerFactory进行潮流计算, 利用其专业的电力系统仿真和分 析功能
结束语
1 潮流计算在电力系统中的重要性
潮流计算是电力系统规划和运行的基础,可以帮助我们优化系统配置和确保统的可靠 运行。
电力系统潮流计算
欢迎来到《电力系统潮流计算》课件!本课程将介绍电力系统潮流计算的基 本概念、方法和应用。通过本课程,您将深入了解电力系统潮流计算的重要 性和实现方式。
什么是电力系统潮流计算
电力系统潮流计算是一种用于分析电力系统的电压、功率和电流分布的方法。 它的目的是确定电力系统中各个节点和支路的电压和功率流向,以保证系统 的稳定运行。
潮流计算的应用广泛,包括电力系统规划、运行调度、故障分析和市场交易 等领域。
潮流计算的方法
双端点潮流计算法
通过同时计算送端和接端功率和电压的方法,适用于小型系统。
直接法
通过求解电压相角和幅值的非线性方程组的方法,适用于中小型系统。

《电力系统潮流计算》PPT课件

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电压的基准值=参数和变量归算的额定电压
4.1.2 标幺值
2、各参数或变量标幺值的计算
(1)功率基准值SB
SP SB jQS P BjS Q BP jQ
(2)电压基准值UB(一般取线电压)
(3)电流基准值UB(一般取线电流)
(4)阻抗基准值ZB
Z R jX R X Z Z BZ B Z BjZ BR jX
S~Y
U*2
*
Y
S~Z
P2 Q2 U2
Z
S~Z
P*2 Q*2 U*2
Z*
4.1.2 标幺值
二、基准值改变时标么值的换算
电力系统元件一般以标么值或百分数的形式给出,其
基准值为对应元件本身的额容量SN和额定电压UN。阻
抗阻取基抗容准有量值名和为值电压的Z Z基N准R 值 US为jNNX 2S B和ZUN*BZ 。NZN*U SN N2
U2
P2RU2Q2Xj
P2XU2Q2R
Δ U P 2 R Q 2 X δU P 2 XQ 2 R
U 2
U 2
δ
U1
dU
δU
U2 U
4.2.1 电力线路上的电压降落和功率损耗
U1
线路两端电压幅值差主要由
dU
δU
纵分量决定,而电压相角差 主要由横分量决定
S 2 Z
3U
P2 Q2 U2 Z
S~Z P2U2Q2 Z
4.1.2 标幺值
三相对称系统中用有名值和用标幺值表示公式对 照表
名称
有名值
标幺值
功率表达式 阻抗压降 接地导纳中的功率 阻抗中的功率损耗
S~
3U
I
S~*
U*
I

第三章 电力系统稳态分析(潮流计算)PPT课件

第三章 电力系统稳态分析(潮流计算)PPT课件

S P2 Q2
4
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
二、电力线路的功率损耗和电压计算
1. 电力线路功率的计算 已知条件为:首端电压 U 1,首端功率S1=P1+jQ1,以 及线路参数。求解的是线路中的功率损耗和末端电
压和功率。
求解过程:从首端向末端推导。
1)首端导纳支路的功率 S~Y1
S~1 S~1 1
U2
U2
U1
U2 U '
2
U '
2 ,
tg 1
U '
U2
U
' 2
9
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
※电压降落公式讨论:
1) 求电压降落的纵分量和横分量公式是一样的
2) U U ' U U ' (因为不同参考电压)
U U 1
U dU
U 2 U
U
10
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
电压调整% U20 U2 100 U 20
12
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
6. 电能经济指标
1) 输电效率:指线路末端输出有功功率与线路始端输 入有功功率的比值,以百分数表示:
输电效率% P2 100% P1
2) 线损率或网损率:线路上损耗的电能与线路始端输 入的电能的比值
线损率% Wz 100% Wz 100%
3) 阻抗支路中损耗的功率
S~z 3
S~1' 3U 1
S~1' 3U 1
Z
S1' U1
2
Z
P1'2 Q1'2
U
2 1
R jX
P1'2 Q1'2

b第一章 电力系统潮流计算.ppt

b第一章  电力系统潮流计算.ppt

f
x1
f 1(Χ )
f Χ
f x2
f
(梯 度 ), F (Χ)
f
2
(
Χ
)
f
fn( Χ )
xn
f 1 f 1
f
T 1
x1
x2
F
f
T 2
f 2 x1
f 2 x2
fnT
fn
fn
x1 x2
f 1
xn
f 2 xn
fi xj
雅可比矩阵
fn xn
j1
j1
n
(Gij jBij )UiUjejij (cosij jsinij ) j1
Pi n UiUj (Gij cosij Bij sinij )
j1 n
Qi
UiUj
j1
(Gij
sinij
Bij
cosij
)
三.有关数学知识 1.多元函数对相量求导
f ( x1, x 2, ..., xn)简 记 为 f ( Χ ), Χ ( x1, x 2, ..., xn)T
二.算法构成
首先考虑最简单的情况,即电力系统中除平衡节点外,其
余都属于PQ节点。由潮流计算方程
Pi•jQ i n

YijUj(i1,2...n),
Ui
j1
p 得 U • i Y 1ii
s
s
i • jQi n
YijU • j(i1,2,..n.),
Ui
j1 ji
式中 p s i
s
Q i 为节点给定的注入有功功率,无功功率
潮流计算问题一般是属于多元非线性代数方程的求解,必须 利用计算机通过迭代求解。因此潮流算法其基本要求可归纳 成以下几个方面: (1)计算速度; (2)计算机内存占用量; (3)算法收敛的可靠性; (4)算法设计的方便性以及算法扩充移植的通用灵活性

《电力系统潮流计算》课件

《电力系统潮流计算》课件

01
电力系统潮流计算 的计算机实现
计算机实现的方法与步骤
建立数学模型
首先需要建立电力系统 的数学模型,包括节点 导纳矩阵、系统负荷和
发电量等。
初始化
为电力系统中的各个节 点和支路设置初值。
迭代计算
采用迭代算法,如牛顿拉夫逊法或快速解耦法 ,求解电力系统的潮流
分布。
收敛判定
判断计算结果是否收敛 ,若收敛则输出结果, 否则返回步骤3重新计算
使用实际数据,展示正常运行状态下潮流计算的过 程和结果。
不同运行状态下的潮流计算案例
介绍检修状态下电力系统 的主要变化和特征。
案例二:检修状态下的潮 流计算
分析计算结果对系统运行 状态的影响。
01
03 02
不同运行状态下的潮流计算案例
使用实际数据,展示检修状态下潮流 计算的过程和结果。
分析计算结果对系统运行状态的影响 。
介绍南方电网的地理分布、主 要发电厂和输电线路。
实际电力系统的潮流计算案例
分析该电网的电压等级、负荷分布和 电源结构。
展示实际数据下的潮流计算结果,包 括节点电压、支路功率和功率损耗等 。
不同运行状态下的潮流计算案例
01
案例一:正常运行状态下的潮流计算
02
介绍正常运行状态下电力系统的一般特征。
03
模型建立
针对分布式电源的特点,需要建 立相应的数学模型,以便进行准 确的潮流计算。
优化调度
结合分布式电源的特点和运行需 求,对电力系统进行优化调度, 以实现系统运行的经济性和稳定 性。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
《电力系统潮流计算 》PPT课件

电力系统的潮流计算PPT课件

电力系统的潮流计算PPT课件

ΔQ∝V2,与负荷无直接关系。
2021/4/17
电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算
12
二、变压器(T型等值电路)
V1 S1 I1 S’I RT jxT S2 I V2
ΔS0
-jBT
GT
励磁损耗 (接地励磁支路消耗有功,铁耗) S0 (G jBT )V12
阻抗损耗(与线路类似)
SS=
电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算
10
相角也可以化简:
1
arctg
PX V2
/ V2 V2
2
arctg
PX /V1 V1-V1
V ≈QX V
QX V1 V2 V2
V ≈ PX
V
V2
V1
Q' X V1
1. 高压输电系统中,电压降落的纵分量ΔV主要取决于元件所 输送的无功功率Q;横分量δV主要取决于元件所输送的有 功功率P。
ΔQB1
ΔQB2
S 2 SLD
负荷端
S1 S' jQB1 S''SL jQB1 P1 jQ1 S2 jQB2 SL jQB1
S2
1 2
BV22
P2 Q2 V22
(R
jX
)
1 2
BV12
V1
V2
P'' R Q'' X V2
j
P'' X Q'' R V2
2021/4/17
电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算
d
j B1 2
j B1 2
j B2 2
j B2 2
j B3 2
j B3 2
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(2)除发电机节点以及具有可调无功补偿设 备节点之外,其它所有节点的电压模值。
电力系统最优潮流计算
12
✓有的也采用发电机节点及具有可调无功补 偿设备节点的无功出力作为控制变量,则 它们相应的节点电压模值就要改作为状态 变量。
✓值得指出的是,在某些最优潮流的文献中, 往往将凡可以通过潮流计算而求得的作为 状态变量x及控制变量u函数的其它变量, 也统称为状态变量。
➢从改善收敛性能、提高计算速度等等目的出发, 提出的最优潮流计算的各种模型和求解算法。
电力系统最优潮流计算
10
二、最优潮流的数学模型
最优潮流问题的一般数学模型
(一)最优潮流的变量
✓在最优潮流的算法中,常将所涉及的变量 分成状态变量(x)及控制变量(u)两类。控 制变量通常由调度人员可以调整、控制的 变量组成;控制变量确定以后,状态变量 也就可以通过潮流计算而确定下来。
✓每一个可行潮流解对应于系统的某一个特 定的运行方式,具有相应总体的经济上或 技术上的性能指标(如系统总的燃料消耗量、 系统总的网损等),为了优化系统的运行, 就有需要从所有的可行潮流解中挑选出上 述性能指标为最佳的一个方案。而这就是 本节要讨论的最优潮流所要解决的问题。
电力系统最优潮流计算
4
✓因此所谓最优潮流,就是当系统的结构参 数及负荷情况给定时,通过控制变量的优 选,所找到的能满足所有指定的约束条件 ,并使系统的某一个性能指标或目标函数 达到最优时的潮流分布。
电力系统最优潮流计算
7
2.最优潮流的发展历史
✓ 电力系统最优潮流的历史发展过程可以回溯到60 年代初期,由于基于协调方程式的经典经济调度 方法虽然具有方法简单,计算速度快,适宜于实 时应用等优点,但协调方程式在处理节点电压越 界及线路过负荷等安全约束的问题上却显得无能 为力。
✓ 随着电力系统规模的日益扩大以及一些特大事故 的发生,电力系统运行安全性问题被提到一个新 的高度上来加以重视。因此,人们越来越迫切要 求将经济和安全问题统一起来考虑。
电力系统最优潮流计算
14
(2)有功网损 f (Pij Pji) (i,j)NL 式中:NL表示所有支路的集合。
✓除此之外,最优潮流问题根据应用场合不 同,还可采用其它类型的目标函数,如偏 移量最小、控制设备调节量最小、投资及 年运行费用之和最小等。
✓由上可见,最优潮流的目标函数不仅与控 制变量有关,同时也和状态变量有关,因 此可用简洁的形式表示为
电力系统最优潮流计算
13
(二)最优潮流的目标函数 最优潮流的目标函数可以是任何一种按特定的
应用目的而定义的标量函数,目前常见的目标函 数如下。
(1)全系统发电燃料总耗量(或总费用)
f Ki(PGi) iNG
式中:NG为全系统发电机的集合,其中包括平衡 节点s的发电机组;
Ki(PGi)为发电机组 Gi的耗量特性,可以采用 线性、二次或更高次的函数关系式。
电力系统最优潮流计算
8
✓而以数学规划问题作为基本模式的最优潮 流在约束条件的处理上具有很强的能力。 最优潮流能够在模型中引入凡是能表示成 状态变量和控制变量函数的各种不等式约 束,能够将电力系统对于经济性、安全性 以及电能质量三方面的要求,完美地统一 起来。所以从它的诞生之日起,便受到了 广泛的重视。
电力系统最优潮流计算
5
综上所述,最优潮流和基本潮流比较,有以 下不同点:
(1)基本潮流计算时控制变量u是事先给 定的;而最优潮流中的u则是可变而待优选 的变量,为此在最优潮流模型中必然有一 个作为u优选准则的目标函数。
(2)最优潮流计算除了满足潮流方程这一 等式约束条件之外,还必须满足与运行限 制有关的大量不等式约束条件。
电力系统最优潮流计算Fra bibliotek11✓一般常用的控制变量有: (1)除平衡节点外,其它发电机的有功出力:
(2)所有发电机节点(包括平衡节点)及具有 可调无功补偿设备节点的电压模值;
(3)带负荷调压变压器的变比。
✓状态变量由需经潮流计算才能求得的那些变 量组成,一般常见的有:
(1)除平衡节点外,其它所有节点的电压相 角;
电力系统最优潮流计算
6
(3)进行基本潮流计算是求解非线性代数 方程组;而最优潮流计算由于其模型从数 学上讲是一个非线性规划问题,因此需要 采用最优化方法来求解。
(4)基本潮流计算所完成的仅仅是一种计 算功能,即从给定的u求出相应的x;而最 优潮流计算则能够根据特定目标函数并在 满足相应约束条件的情况下,自动优选控 制变量,这便具有指导系统进行优化调整 的决策功能。
电力系统最优潮流计算
Optimal Power Flow
电力系统最优潮流计算
1
一、概述
1.最优潮流和基本潮流的比较
✓ 潮流计算可以归结为针对一定的扰动变量p(负荷 情况),根据给定的控制变量u(如发电机的有功出 力、无功出力或节点电压模值等),求出相应的状 态变量x(如节点电压模值及角度),这样通过一次 潮流计算得到的潮流解决定了电力系统的一个运 行状态。
电力系统最优潮流计算
9
✓建立在严格的数学基础上的最优潮流模型 首先是由法国的Carpentier于60年代初期 提出的。
✓40多年来,广大学者对最优潮流问题进行 了大量的研究,这方面的参考文献十分浩 瀚。这些研究工作分为两类:
➢提出了因为所采用的目标函数以及所包含的约 束条件的不同,因而构成的应用范围不同的最 优潮流模型。
✓工程实际上常用的方法是调整某些控制变 量的给定值,重新进行前述的基本潮流计 算,这样反复进行,直到所有的约束条件 都能够得到满足为止。这样便得到了一个 技术上可行的潮流解。
电力系统最优潮流计算
3
✓由于系统的状态变量及有关函数变量的上 下限值间有一定的间距,控制变量也可以 在其一定的容许范围内调节,因而对某一 种负荷情况,理论上可以同时存在为数众 多的、技术上都能满足要求的可行潮流解。
✓ 这种潮流计算也可以称之为基本潮流(或常规潮流) 计算,一次基本潮流计算的结果主要满足了潮流 方程式或变量间等式约束条件
f(x,u, p)0
电力系统最优潮流计算
2
✓一次潮流计算所决定的运行状态可能由于 某些状态变量或者作为u,x 函数的其它变量 在数值上超出了它们所容许的运行限值(即 不满足不等式约束条件),因而在技术上并 不是可行的。
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