安(ān)科瑞 陳(chén)聰

摘要(yào)：光伏儲能係統(tǒng)是(shì)一種將太陽(yáng)能轉化(huà)為電能(néng)並存儲起來的技術(shù)，在直流快速(sù)充電(diàn)站(zhàn)有著廣闊(kuò)的(dí)應用前景。主(zhǔ)要(yào)論(lùn)述(shù)光(guāng)伏(fú)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)工作原理(lǐ)和光(guāng)伏儲能係統在直流(liú)快速充電(diàn)站中(zhōng)的(dí)實踐應(yīng)用(yòng)，探(tàn)討光(guāng)伏儲能係統(tǒng)在直流(liú)快速充電(diàn)站中的(dí)挑(tiāo)戰(zhàn)，分析光(guāng)伏儲(chǔ)能(néng)係統在直流(liú)快速充電站中的(dí)發展前(qián)景(jǐng)。研(yán)究(jiū)表明(míng)，光(guāng)伏(fú)儲(chǔ)能(néng)係(xì)統可(kě)以減(jiǎn)輕(qīng)電網負(fù)荷壓(yā)力，提(tí)高電能利用率，減少對(duì)化石燃料(liào)的(dí)依(yī)賴，而係統(tǒng)效(xiào)率(shuài)，儲(chǔ)能成本和環(huán)境適應性是目前急(jí)需(xū)解決(jué)的(dí)問題，需要進一步研究和技術(shù)革新(xīn)。

關鍵(jiàn)詞：光伏儲(chǔ)能係(xì)統；直(zhí)流(liú)快速充(chōng)電站；電動汽車(chē)

0引言

目前，直(zhí)流(liú)快(kuài)速充(chōng)電(diàn)站作(zuò)為電(diàn)動汽車主要(yào)的(dí)充(chōng)電(diàn)方(fāng)式，其輸(shū)出功(gōng)率較(jiào)小(xiǎo)，充電(diàn)時間(jiān)過長(cháng)，導致用(yòng)戶(hù)充電(diàn)不便(biàn)，排隊(duì)等待(dài)充電的情(qíng)況(kuàng)普遍存在，嚴重(zhòng)影(yǐng)響(xiǎng)了用(yòng)戶(hù)的使(shǐ)用(yòng)體驗(yàn)。為(wéi)全麵提高(gāo)充電效(xiào)率(shuài)，需在直流快速充電(diàn)站建(jiàn)設中引入光(guāng)伏儲(chǔ)能係統(tǒng)，降(jiàng)低充電(diàn)基礎設(shè)施的(dí)運(yùn)營成(chéng)本。

1光(guāng)伏(fú)儲能係統的(dí)工(gōng)作(zuò)原(yuán)理

太(tài)陽能作為一(yī)種(zhǒng)可再(zài)生能源，可(kě)以(yǐ)通過光伏(fú)儲(chǔ)能係統進行(háng)再次利用。光伏儲係統通(tōng)過(guò)光(guāng)伏電池板將太陽能轉(zhuǎn)化(huà)為電(diàn)能(néng)。光(guāng)伏電池(chí)板(bǎn)由多(duō)個(gè)光(guāng)伏電(diàn)池組成(chéng)，且這部(bù)分(fēn)電(diàn)池大多由半導體材(cái)料(liào)（矽(guī)）製成。一旦(dàn)光綫(xiàn)照射到光伏電(diàn)池(chí)上(shàng)，光(guāng)子(zǐ)與材(cái)料中存在(zài)的(dí)電子(zǐ)就會發生相互作用(yòng)，進而促使(shǐ)電子(zǐ)獲得對應的能(néng)量(liáng)，躍遷到(dào)導(dǎo)體(tǐ)帶(dài)，並(bìng)持(chí)續產生一定的(dí)電(diàn)流(liú)，從(cóng)而使光(guāng)能(néng)轉(zhuǎn)化(huà)為(wéi)電能。

由於太(tài)陽(yáng)能屬於間接(jiē)性(xìng)能(néng)源，隻有在(zài)白(bái)天(tiān)的(dí)時(shí)候才能(néng)產生(shēng)電(diàn)能(néng)。為實現能(néng)源的持(chí)續供(gōng)應，光(guāng)伏儲能(néng)係統(tǒng)需(xū)儲存(cún)白天產生的多(duō)餘電能，以(yǐ)備晚上(shàng)或陰天(tiān)的(dí)使(shǐ)用。其中(zhōng)，常見儲(chǔ)能方式是通過電池組儲存能(néng)量，將電能進行化學反應(yīng)轉化為化學能(néng)，並在需(xū)要(yào)時再將化(huà)學能(néng)轉(zhuǎn)化為電能輸出，常用(yòng)電池組為鉛(qiān)酸(suān)，鋰離子電池(chí)等(děng)。這(zhè)些電池組大(dà)多具備長壽(shòu)命和低(dī)自放(fàng)電率等(děng)優勢，能滿足(zú)光伏(fú)儲(chǔ)能(néng)係統的多樣(yàng)化需(xū)求(qiú)。

2光伏儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)在(zài)直(zhí)流(liú)快速(sù)充電站(zhàn)中的實(shí)踐應用(yòng)

2.1為直(zhí)流(liú)快(kuài)速充電(diàn)站提供穩定(dìng)的電能(néng)供(gōng)應(yīng)

在直(zhí)流(liú)快速充(chōng)電(diàn)站(zhàn)中應(yīng)用(yòng)光(guāng)伏儲能(néng)係(xì)統(tǒng)可以存儲更(gēng)多(duō)的(dí)太(tài)陽(yáng)能，在(zài)光照(zhào)不(bù)足(zú)情(qíng)況下(xià)，保(bǎo)證(zhèng)充電樁可(kě)以穩定(dìng)地(dì)供應電(diàn)能(néng)，進(jìn)一步降低(dī)對電(diàn)網的(dí)過度依賴(lài)，並推動可(kě)持續發展(zhǎn)和提高能源(yuán)利用效(xiào)率(shuài)。光伏儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)利(lì)用太陽能(néng)電池(chí)板(bǎn)將太(tài)陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為直流(liú)快速充電站對應(yīng)的直流(liú)電(diàn)能，並利用逆(nì)變器將剩餘(yú)的直(zhí)流電能轉換為交流(liú)電能(néng)，進而儲存(cún)於(yú)電池組(zǔ)，在光(guāng)照不足(zú)的情況下為直(zhí)流快速(sù)充電站(zhàn)提供(gōng)電能，從而儲存和(hé)利用多餘的(dí)太陽(yáng)能(néng)電能。另外(wài)，光(guāng)伏(fú)儲能係(xì)統將(jiāng)儲(chǔ)存電(diàn)能供(gōng)應(yīng)給直(zhí)流快速充電站(zhàn)，實現穩定的直(zhí)流電(diàn)能輸出(chū)，從(cóng)而確保在在無(wú)光照(zhào)或光照較弱的時(shí)段充電站依(yī)然(rán)能夠進(jìn)行快速(sù)充(chōng)電(diàn)，改(gǎi)善用(yòng)戶(hù)的(dí)使(shǐ)用體(tǐ)驗，為直流(liú)快速充(chōng)電站(zhàn)提(tí)供穩(wěn)定(dìng)可靠(kào)的(dí)電力支(zhī)持。直流快速充電站(zhàn)利(lì)用光伏儲能(néng)係(xì)統將太陽能(néng)及時(shí)轉化(huà)為(wéi)電能並(bìng)儲存，無(wú)須依賴傳統(tǒng)的燃(rán)煤(méi)，燃(rán)油等發電方式，從而減少對電網(wǎng)的依賴，降低電(diàn)網負(fù)荷，落實綠色(sè)，可持續能源供(gōng)應(yīng)的發(fā)展(zhǎn)。

2.2優化(huà)充(chōng)電過(guò)程(chéng)並提高充電(diàn)效(xiào)率

隨(suí)著電(diàn)動汽車(chē)的(dí)廣(guǎng)泛(fàn)應用，直(zhí)流快速充電(diàn)站(zhàn)的(dí)需(xū)求日益增長，傳統(tǒng)的充電方式存在能量(liáng)損耗大(dà)，充電(diàn)效率(shuài)低的問題。因此，需(xū)要(yào)將光伏儲能(néng)係統引(yǐn)入直流快速充電站，並在智能(néng)充電管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)優化控製下(xià)，實現能源的優(yōu)化調度(dù)和(hé)管理，持(chí)續提高直流快速(sù)充電站(zhàn)充電效(xiào)率(shuài)。

智(zhì)能充(chōng)電管(guǎn)理(lǐ)係統的引入是直流(liú)快速充(chōng)電站充(chōng)電過程優(yōu)化(huà)和(hé)*的(dí)基(jī)礎(chǔ)。該係統(tǒng)可(kě)以全麵監控直流快(kuài)速充電(diàn)站負(fù)荷(hé)，能量輸入和車輛(liàng)需求等關鍵(jiàn)參數，並以此為基礎進(jìn)行智能調度，提(tí)高(gāo)充(chōng)電效率和(hé)減(jiǎn)少(shǎo)能量(liáng)損耗(hào)。該過程中，可以(yǐ)通過(guò)掌(zhǎng)握(wò)充(chōng)電站(zhàn)的(dí)負荷情況和(hé)電(diàn)能(néng)需(xū)求(qiú)，將光伏(fú)儲能係統(tǒng)的輸出功率與負(fù)荷需求相匹配(pèi)，從而大(dà)限(xiàn)度地(dì)利用(yòng)可再生(shēng)能(néng)源供電(diàn)，降(jiàng)低利用傳(chuán)統電(diàn)能的比(bǐ)例。此外，智(zhì)能(néng)充電管(guǎn)理係統(tǒng)可以通過分(fēn)析不同車(chē)輛的電池(chí)狀態(tài)，充(chōng)電速度和充(chōng)電需(xū)求(qiú)，合(hé)理(lǐ)地(dì)分配資(zī)源，縮短充電時間(jiān)，提高充電效(xiào)率。例如：對於(yú)電量(liáng)較低的車(chē)輛，智能充(chōng)電(diàn)管理(lǐ)係統(tǒng)可調(tiáo)整充(chōng)電優先級(jí)，使其(qí)盡(jìn)快充電(diàn)，以(yǐ)滿足(zú)用(yòng)戶的迫切需求；對(duì)於電量充(chōng)足的車(chē)輛(liàng)，智能(néng)充電管理係(xì)統可適當降(jiàng)低充(chōng)電(diàn)功率(shuài)，以減少能量損耗。

2.3輸(shū)送(sòng)多(duō)餘的(dí)電(diàn)能並落(là)實(shí)電(diàn)力雙向(xiàng)流動(dòng)目(mù)標

在直流快速(sù)充(chōng)電站(zhàn)中，光(guāng)伏(fú)儲能係統的應用可(kě)以實(shí)現兩(liǎng)個重要功能。

一方麵，在充電站不(bù)是(shì)高(gāo)峰期(qī)的狀況下(xià)，光伏儲能係(xì)統(tǒng)需(xū)借助(zhù)太陽能產生(shēng)和存儲(chǔ)更多(duō)的(dí)電能，並將其輸(shū)送(sòng)到電網，避免電能浪費(fèi)，為(wéi)電(diàn)網(wǎng)提供額(é)外(wài)的電力(lì)資(zī)源(yuán)，減(jiǎn)輕電網的(dí)負荷(hé)壓力。

另一方(fāng)麵(miàn)，在(zài)電網(wǎng)負(fù)載高(gāo)峰期，由(yóu)於人們(mén)的用電需(xū)求增(zēng)加，電(diàn)網(wǎng)也(yě)需提(tí)供更(gēng)多的電力(lì)。該環節中(zhōng)，光伏儲(chǔ)能係統需釋放存儲電(diàn)能，為電(diàn)網提(tí)供(gōng)額外的電力，從(cóng)而緩解電(diàn)網的壓力，保(bǎo)證(zhèng)電力(lì)供(gōng)應的穩(wěn)定性。同時(shí)，除直接(jiē)應用在(zài)充電站中，光伏(fú)儲能(néng)係(xì)統(tǒng)還(huán)可(kě)以與其(qí)他(tā)能源(yuán)係(xì)統(tǒng)相結(jié)合(hé)，形成微電(diàn)網係統(tǒng)。其中，微電(diàn)網係(xì)統(tǒng)通(tōng)過(guò)將(jiāng)光(guāng)伏(fú)儲(chǔ)能係(xì)統，風能係統(tǒng)，電池(chí)儲(chǔ)能(néng)係統等不(bù)同(tóng)形(xíng)式的可再(zài)生能源(yuán)係統(tǒng)相(xiāng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源的(dí)互(hù)補和平(píng)衡。

3光(guāng)伏儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)在充電基(jī)礎(chǔ)設(shè)施發展中的促進作用(yòng)

在電(diàn)動(dòng)汽車全(quán)麵(miàn)普及和可再(zài)生能(néng)源(yuán)逐(zhú)步(bù)減少(shǎo)的(dí)趨勢下(xià)，充電(diàn)基(jī)礎設(shè)施技(jì)術(shù)的發(fā)展極為(wéi)重(zhòng)要。在(zài)這一進程中(zhōng)，光伏儲能係(xì)統(tǒng)利用太陽能(néng)進行發電(diàn)，並(bìng)儲存多餘的電能(néng)，為(wéi)充(chōng)電(diàn)基礎設(shè)施(shī)提(tí)供(gōng)可(kě)靠，清(qīng)潔，持續(xù)的(dí)能(néng)源。光(guāng)伏儲能係(xì)統(tǒng)在充(chōng)電基礎(chǔ)設施發(fā)展(zhǎn)中(zhōng)的促進作用(yòng)具體(tǐ)表現(xiàn)在(zài)4個方麵(miàn)。

一是提供可靠的電(diàn)力來(lái)源，傳統能源(yuán)供應係統(tǒng)經(jīng)常(cháng)受(shòu)到(dào)供電不(bù)穩定(dìng)的影響(xiǎng)，而(ér)光(guāng)伏(fú)儲(chǔ)能係統則(zé)可(kě)以利(lì)用太(tài)陽(yáng)能(néng)為(wéi)充(chōng)電基(jī)礎(chǔ)設(shè)施提供(gōng)穩定(dìng)，可靠(kào)的(dí)電(diàn)力。無論是在城市還是(shì)偏(piān)遠(yuǎn)地區，光(guāng)伏儲能係(xì)統都(dū)能為充(chōng)電基(jī)礎設(shè)施(shī)提(tí)供(gōng)足夠(gòu)的(dí)電力能(néng)源(yuán)，滿(mǎn)足(zú)電(diàn)動(dòng)汽車的正常充(chōng)電需求。

二是降低(dī)傳統能源(yuán)過度(dù)依賴，傳(chuán)統能(néng)源(yuán)生產(chǎn)方(fāng)式(shì)不(bù)僅會造成一定(dìng)的環境汙(wū)染(rǎn)，還會(huì)導致(zhì)有(yǒu)限的(dí)資(zī)源逐(zhú)漸(jiàn)枯竭，而(ér)合理地使用(yòng)光伏(fú)儲(chǔ)能係統，可(kě)以有(yǒu)效減少對傳(chuán)統能(néng)源的依賴，使得(dé)充電(diàn)基(jī)礎設施更(gēng)加環(huán)保(bǎo)和可(kě)持續。同(tóng)時，通過(guò)自產自(zì)用的光伏(fú)能源，充電(diàn)基(jī)礎(chǔ)設施(shī)可(kě)以更加(jiā)獨(dú)立和靈(líng)活地(dì)運行(háng)，減少對(duì)外(wài)部能源(yuán)供應(yīng)的(dí)依(yī)賴。

三是促(cù)進社會(huì)經濟發展，建設(shè)光伏(fú)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)將(jiāng)帶動新能源產(chǎn)業(yè)的發展，創(chuàng)造(zào)就業機(jī)會，提(tí)高就(jiù)業率，同(tóng)時使用光伏儲能係統(tǒng)的(dí)充(chōng)電基礎設施也能吸引(yǐn)更多的(dí)投資和(hé)遊客，推(tuī)動(dòng)當地旅遊(yóu)業和商業(yè)發(fā)展。光(guāng)伏(fú)儲能(néng)係統的(dí)推(tuī)廣和(hé)應用，將(jiāng)為(wéi)社(shè)會(huì)經濟的(dí)可持續(xù)發展帶(dài)來(lái)巨(jù)大的推(tuī)動(dòng)力(lì)。

四是加速能(néng)源(yuán)轉型(xíng)和減少(shǎo)碳排放，光伏(fú)儲(chǔ)能係統(tǒng)利用(yòng)可(kě)再生(shēng)的太陽(yáng)能(néng)為直流(liú)快(kuài)速充(chōng)電(diàn)站(zhàn)提(tí)供(gōng)持(chí)續的(dí)清潔能(néng)源，對環境(jìng)友好(hǎo)。通(tōng)過大規(guī)模(mó)應用光伏(fú)儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)，可以(yǐ)持續(xù)減少對傳統能源(yuán)的(dí)依賴，降低碳(tàn)排放(fàng)，實現(xiàn)能(néng)源綠(lǜ)色(sè)轉型。

4安科瑞(ruì)Acrel-2000MG微(wēi)電網能(néng)量管(guǎn)理係統

4.1概(gài)述

Acrel-2000MG儲能能量(liáng)管(guǎn)理係統是安(ān)科瑞(ruì)專門針對工商業儲能電站(zhàn)研(yán)製(zhì)的本(běn)地化(huà)能量管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)，可(kě)實現(xiàn)了儲(chǔ)能電站的數(shù)據采集，數據(jù)處(chǔ)理，數據(jù)存(cún)儲，數(shù)據查詢(xún)與(yǔ)分析(xī)，可視化監控，報(bào)警管理(lǐ)，統計報表(biǎo)，策(cè)略管理，歷史曲(qū)綫等功(gōng)能(néng)。其中(zhōng)策(cè)略管(guǎn)理，支持(chí)多(duō)種控(kòng)製策略選擇，包(bāo)含計(jì)劃(huá)曲(qū)綫(xiàn)，削(xiāo)峰填(tián)穀(gǔ)，需量控製(zhì)，防逆(nì)流等(děng)。該係(xì)統不(bù)僅可(kě)以(yǐ)實現(xiàn)下級(jí)各(gè)儲能(néng)單(dān)元的(dí)統一監(jiān)控(kòng)和管理(lǐ)，還(huán)可(kě)以(yǐ)實(shí)現與(yǔ)上級調度(dù)係(xì)統(tǒng)和(hé)雲平台的(dí)數(shù)據通訊(xùn)與交(jiāo)互，既(jì)能(néng)接(jiē)受上級(jí)調(tiáo)度指令，又可以滿足遠程(chéng)監控與運維(wéi)，確(què)保儲(chǔ)能係統安全(quán)，穩(wěn)定，可靠(kào)，經(jīng)濟(jì)運行。

4.2應(yīng)用(yòng)場景

適(shì)用(yòng)於工商(shāng)業儲能(néng)電站(zhàn)，新(xīn)能源(yuán)配(pèi)儲(chǔ)電(diàn)站。

4.3係統(tǒng)結構

4.4係(xì)統功(gōng)能

（1）實(shí)時監管(guǎn)

對(duì)微電(diàn)網的運行進行實(shí)時(shí)監(jiān)管，包含市電，光伏，風電，儲(chǔ)能(néng)，充(chōng)電(diàn)樁及用(yòng)電(diàn)負荷，同(tóng)時也包(bāo)括收(shōu)益數據(jù)，天(tiān)氣(qì)狀況(kuàng)，節能減排(pái)等信息(xī)。

（2）智能(néng)監(jiān)控

對係(xì)統環境，光(guāng)伏組(zǔ)件(jiàn)，光(guāng)伏(fú)逆變(biàn)器(qì)，風電控(kòng)製逆變一(yī)體(tǐ)機(jī)，儲能(néng)電池(chí)，儲能變(biàn)流器，用(yòng)電設(shè)備(bèi)等進行實(shí)時(shí)監測，掌握微電網係統的運(yùn)行狀(zhuàng)況(kuàng)。

（3）功率預測

對分布(bù)式發電係統進行(háng)短期(qī)，超短期發電功(gōng)率預測(cè)，並展示(shì)合格率(shuài)及誤(wù)差分析。

（4）電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)

實現整個微(wēi)電網係統範圍內的電能質量和電能可靠性(xìng)狀(zhuàng)況進(jìn)行持續性(xìng)的(dí)監(jiān)測。如電壓(yā)諧波，電(diàn)壓閃變，電(diàn)壓不平衡等穩態數(shù)據和電壓暫(zàn)升(shēng)/暫降(jiàng)，電壓中斷(duàn)暫態(tài)數(shù)據進行監(jiān)測分(fēn)析及錄(lù)波(bō)展示(shì)，並對(duì)電壓(yā)，電(diàn)流瞬變進行(háng)監(jiān)測。

（5）可視(shì)化運行

實現微(wēi)電網(wǎng)無(wú)人值守(shǒu)，實現數(shù)字化(huà)，智能(néng)化(huà)，便(biàn)捷(jié)化(huà)管(guǎn)理;對(duì)重(zhòng)要負(fù)荷與設(shè)備(bèi)進(jìn)行不(bù)間(jiān)斷監控(kòng)。

（6）優化(huà)控製

通(tōng)過分析歷(lì)史用電數據，天(tiān)氣條(tiáo)件(jiàn)對負荷進行(háng)功率預測(cè)，並結合(hé)分(fēn)布(bù)式電(diàn)源出(chū)力(lì)與(yǔ)儲能狀態，實(shí)現經濟優(yōu)化(huà)調度(dù)，以(yǐ)降(jiàng)低(dī)尖峰(fēng)或(huò)者(zhě)高峰(fēng)時(shí)刻的用電(diàn)量(liáng)，降低企業綜(zōng)合用電成本(běn)。

（7）收益分(fēn)析(xī)

用戶可以查看(kàn)光伏，儲能，充電(diàn)樁(zhuāng)三部分(fēn)的每天電量和收益數據(jù)，同(tóng)時(shí)可(kě)以(yǐ)切換年報查看每個(gè)月的電(diàn)量和收(shōu)益(yì)。

（8）能(néng)源(yuán)分析

通過分(fēn)析光伏，風(fēng)電，儲能設備的(dí)發電(diàn)效(xiào)率，轉化效(xiào)率，用於(yú)評估(gū)設(shè)備(bèi)性(xìng)能(néng)與狀(zhuàng)態。

（9）策略配(pèi)置(zhì)

微電網配置主要對微(wēi)電網(wǎng)係(xì)統組成(chéng)，基礎參數，運(yùn)行策略及(jí)統計值進行設置(zhì)。其(qí)中策(cè)略包(bāo)含(hán)計劃曲(qū)綫，削(xiāo)峰填穀，需(xū)量(liáng)控製，新(xīn)能源消(xiāo)納(nà)，逆(nì)功(gōng)率控(kòng)製(zhì)等。

5硬件(jiàn)及其配套(tào)產(chǎn)品

6結(jié)論與(yǔ)展(zhǎn)望(wàng)

在直流(liú)快(kuài)速充電站(zhàn)中應(yīng)用光伏(fú)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)，能(néng)有(yǒu)效(xiào)地解(jiě)決(jué)目前(qián)充電樁存在的不(bù)良(liáng)問(wèn)題，並(bìng)持(chí)續提高充電(diàn)效(xiào)率，降低運營成本，進(jìn)一(yī)步(bù)推(tuī)動電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)產(chǎn)業的快(kuài)速發(fā)展。同時，應(yīng)積極*相(xiāng)應(yīng)的(dí)光(guāng)伏(fú)儲(chǔ)能技(jì)術(shù)，推動(dòng)直流(liú)快速(sù)充(chōng)電(diàn)站的智能化(huà)，綠色化和高效化發(fā)展，為推(tuī)動(dòng)清(qīng)潔能(néng)源發(fā)展和建設(shè)智能(néng)城市做出積(jī)極(jí)貢(gòng)獻。

參考(kǎo)文獻

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【5】安科瑞(ruì)高(gāo)校(xiào)綜(zōng)合能效解(jiě)決方案2022.4版.

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