CN111520841A - 基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略 - Google Patents

基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略 Download PDF

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CN111520841A CN202010237073.8A CN202010237073A CN111520841A CN 111520841 A CN111520841 A CN 111520841A CN 202010237073 A CN202010237073 A CN 202010237073A CN 111520841 A CN111520841 A CN 111520841A
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霍现旭
李国栋
邬斌扬
李峰
袁中琛
康宁
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Abstract

本发明涉及一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、构建低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型；步骤2、基于步骤1构建的低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型，建立能够分别满足冷热电负荷的耦合调度方案；步骤3、基于高效低碳准则建立高效低碳评估模型；步骤4、基于步骤3所建立的高效低碳评估模型，提出冷热电三联供子系统的调控策略，进而实现对冷热电三联供子系统的高效低碳调控。本发明能够实现从供能源头控制低碳高效、更加准确地评估系统的高效性、更加灵活地制定合理的调控策略，使调控策略更具时效性。

Description

基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略
技术领域
本发明属于电力系统调控技术领域，涉及综合能源系统冷热电三联供子系统调控策略，尤其是一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略。
背景技术
人类社会的发展对于能源的需求日益增长，使用化石燃料所引发的环境问题已经受到社会各界的高度关注。大多数研究人员将气候变化等环境问题直接归因于CO2的排放，因此关于节能减排技术的研究和应用显著增多。冷热电三联供子系统相较于传统的分供系统具有更高的能源利用效率，但目前的供能系统调控策略各不相同。开发更加高效低碳的冷热电三联供子系统调控策略，提供低价优质的综合能源服务对用户来说必将成为能源服务最直观的吸引力。对于推动国家能源结构转型，推进我国能源革命具有重要意义。
在供能系统中引入可再生能源供能设备，可以从供能源头上实现高效低碳。针对传统供能效率估算不够全面准确的问题，本发明提供一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计合理、低碳高效且更具时效性的基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略。
一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略，包括以下步骤：
步骤1、构建低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型；
步骤2、基于步骤1构建的低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型，建立能够分别满足冷热电负荷的耦合调度方案；
步骤3、基于高效低碳准则建立高效低碳评估模型；
步骤4、基于步骤3所建立的高效低碳评估模型，提出冷热电三联供子系统的调控策略，进而实现对冷热电三联供子系统的高效低碳调控。
而且，所述步骤1的具体步骤包括：
(1)构建包括光伏发电组、风能发电组承担电负荷和地源热泵机组承担热负荷的三个模块的低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型为：
①光伏发电组输出功率：
Figure BDA0002431360030000021
TSTC、SSTC、PSTC分别为标准测试条件下电池温度、光照强度和光伏额定输出功率，PPV为光伏实际功率，S和T分别为实际工作点的光照强度和温度，k为功率温度系数；
②风能发电组输出功率：
Figure BDA0002431360030000022
vi、v0、vr分别为风机的切入、切出和额定风速；Pwp、Prwp分别为风机的实际功率和额定功率；
③地源热泵输出热量：
Figure BDA0002431360030000023
tg为远地点环境温度；tw为埋管井壁温度；Qgh为地源热泵输出热量；KS为土壤导热系数；L为埋管井深度；G为格林函数；F0为傅里叶数；P为计算点至管中心距离与埋管井半径的比值；
④燃气轮机：
供电表达式：Pg＝FpguHngηpgu
供热表达式：Qh＝FpugHng(1-ηpug-ηloss)ηhr
Pg为燃气轮机输出电功率；Qh为余热量经回收装置后的热功率；ηpgu为燃气轮机发电效率；ηloss为能量损耗率；ηhr为余热回收效率；Fpgu为单位时间燃气轮机的天然气消耗量；Hng为天然气热值，取9.78(kW·h)/m3；
⑤电采暖器：
Qeh＝PehCOPeh
Peh为电采暖器消耗的电量；COPeh为电采暖器的性能系数；Qeh电采暖器的输出热量。
(2)对于低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型中每个模块按照冷负荷、热负荷、电负荷三种负荷属性进行分类。
而且，所述步骤2的耦合调度方案为：
(1)针对于电负荷需求，优先使用可再生能源发电，即光伏发电与风能发电，其次由燃气轮机组与市网共同组成发电，柴油机发电组仅用于应急情况，即其余发电方式无法满足用户负载；
(2)针对于热负荷需求，当热负荷小于地源热泵临界供热能时，使用地源热泵供热；当热负荷大于地源热泵临界供热能时，使用地源热泵与采暖器同时供热；
(3)针对于冷负荷需求，由冷热电三联供的溴化锂吸收式制冷机满足冷负荷。
而且，所述步骤3的高效低碳准则由高效准则和低碳准则共同构成；
其中，所述步骤3中的高效准则采用
Figure BDA0002431360030000041
作为能效分析的评价指标，冷热电三联供子系统的供能效率ηE定义为收益的
Figure BDA0002431360030000042
与消耗的
Figure BDA0002431360030000043
之比：
Figure BDA0002431360030000044
上式中，Ee为单位时间系统输出的电
Figure BDA0002431360030000045
Ee＝Pg，Pg为发电功率；Ec是与输出的制冷量相应的热
Figure BDA0002431360030000046
Eh是余热回收设备输出的热水的热
Figure BDA0002431360030000047
Qf为单位时间内消耗天然气产生的热量；
其中：
Figure BDA0002431360030000048
Qc为单位时间内制冷机提供的冷量，Tc为输出的制冷温度，T0为输入的初始温度；
其中：
Figure BDA0002431360030000049
Qh为单位时间内余热回收装置输出的热能，Th为输出热水的温度；
所述步骤3中的低碳准则采用CO2减排率作为低碳分析的评价标准，CO2减排率ηC定义为冷热电三联供的CO2减排量与传统分供系统CO2排量之比：
Figure BDA00024313600300000410
其中，GD为传统分供系统的CO2排量，由实际测量获得；GJ为冷热电三联供子系统的CO2排量；
其中：
Figure BDA0002431360030000051
其中，T为供能时长总和，μg、μd、μp分别为燃气轮机发电机组、柴油发电机组、电网供电的CO2排放因子，由于光伏发电和风能发电不产生CO2排放，故他们的排放因子均为0；Pg、Pd、Pp分别为燃气轮机发电机组、柴油发电机组、电网供电在t时段的功率；
所述步骤3中基于高效低碳准则建立高效低碳评估模型，主要采用高效低碳系数作为分析评价指标：
ELC＝θ1ηE+θ2ηC
其中，θ1、θ2分别是冷热电三联供子系统的供能效率和CO2减排率所占的权重，0≤θ1≤1，0≤θ2≤1，θ1+θ2＝1。
而且，所述步骤4的具体方法为：通过改变高效和低碳这两个指标在评估模型中的权重赋值来实现不同的调控策略。
本发明的优点和有益效果：
本发明提供一种基于高效低碳排放准则的综合能源系统冷热电三联供子系统的调控策略,相比于现有的其他方法，本发明的技术方案能够实现从供能源头控制低碳高效、更加准确地评估系统的高效性、更加灵活地制定合理的调控策略，使调控策略更具时效性。
附图说明
图1是本发明的冷热电三联供子系统耦合原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
本发明在于通过高效低碳准则制定不同负荷下的冷热电三联供子系统调控策略，使设备的运行总体处在高效低碳排放区，是一种可耦合的综合能源系统调度策略。
一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、构建低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型；
所述步骤1的具体步骤包括：
(1)构建包括光伏发电组、风能发电组承担电负荷和地源热泵机组承担热负荷的三个模块的低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型为：
①光伏发电组输出功率：
Figure BDA0002431360030000061
TSTC、SSTC、PSTC分别为标准测试条件下电池温度、光照强度和光伏额定输出功率，PPV为光伏实际功率，S和T分别为实际工作点的光照强度和温度，k为功率温度系数；
②风能发电组输出功率：
Figure BDA0002431360030000062
vi、v0、vr分别为风机的切入、切出和额定风速；Pwp、Prwp分别为风机的实际功率和额定功率；
③地源热泵输出热量：
Figure BDA0002431360030000063
tg为远地点环境温度；tw为埋管井壁温度；Qgh为地源热泵输出热量；KS为土壤导热系数；L为埋管井深度；G为格林函数；F0为傅里叶数；P为计算点至管中心距离与埋管井半径的比值；
④燃气轮机：
供电表达式：Pg＝FpguHngηpgu
供热表达式：Qh＝FpugHng(1-ηpug-ηloss)ηhr
Pg为燃气轮机输出电功率；Qh为余热量经回收装置后的热功率；ηpgu为燃气轮机发电效率；ηloss为能量损耗率；ηhr为余热回收效率；Fpgu为单位时间燃气轮机的天然气消耗量；Hng为天然气热值，取9.78(kW·h)/m3；
⑤电采暖器：
Qeh＝PehCOPeh
Peh为电采暖器消耗的电量；COPeh为电采暖器的性能系数；Qeh电采暖器的输出热量。
在本实施例中，对于低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型为实现高效低碳准则，能源输入端需引入可再生能源装置，低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型中包括但不限于光伏发电机组、风能发电机组承担电负荷，地源热泵机组承担热负荷。
(2)对于低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型中每个模块的按照负荷特性作分析和分类。
在本实施例中，所述的步骤1中的每个模块的负荷特性分类，按照冷负荷、热负荷、电负荷三种负荷属性进行划分。
光伏发电机组、风能发电机组、柴油机发电组、燃气轮机组、市网可以用来满足电负荷需求；地源热泵与电采暖器可以用来满足热负荷需求；溴化锂吸收式制冷机可以用来满足冷负荷需求。
步骤2、基于步骤1构建的低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型，建立能够分别满足冷热电负荷的耦合调度方案；
所述步骤2的耦合调度方案为：
(1)针对于电负荷需求，优先使用可再生能源发电，即光伏发电与风能发电，其次由燃气轮机组与市网共同组成发电(其中根据市网电价与燃气轮机发电耗能的比较来决定比例)，柴油机发电组仅用于应急情况，即其余发电方式无法满足用户负载；
(2)针对于热负荷需求，当热负荷小于地源热泵临界供热能时，使用地源热泵供热；当热负荷大于地源热泵临界供热能时，使用地源热泵与采暖器同时供热；
(3)针对于冷负荷需求，由冷热电三联供的溴化锂吸收式制冷机满足冷负荷。
步骤3、基于高效低碳准则建立高效低碳评估模型；
所述步骤3的高效低碳准则由高效准则和低碳准则共同构成；
所述步骤3中的高效准则采用
Figure BDA0002431360030000081
作为能效分析的评价指标，冷热电三联供子系统的供能效率ηE定义为收益的
Figure BDA0002431360030000082
与消耗的
Figure BDA0002431360030000083
之比：
Figure BDA0002431360030000084
上式中，Ee为单位时间系统输出的电
Figure BDA0002431360030000091
Ee＝Pg，Pg为发电功率；Ec是与输出的制冷量相应的热
Figure BDA0002431360030000092
Eh是余热回收设备输出的热水的热
Figure BDA0002431360030000093
Qf为单位时间内消耗天然气产生的热量；
其中：
Figure BDA0002431360030000094
Qc为单位时间内制冷机提供的冷量，Tc为输出的制冷温度，T0为输入的初始温度；
其中：
Figure BDA0002431360030000095
Qh为单位时间内余热回收装置输出的热能，Th为输出热水的温度；
所述步骤3中的低碳准则采用CO2减排率作为低碳分析的评价标准，CO2减排率ηC定义为冷热电三联供的CO2减排量与传统分供系统CO2排量之比：
Figure BDA0002431360030000096
其中，GD为传统分供系统的CO2排量，由实际测量获得；GJ为冷热电三联供子系统的CO2排量；
其中：
Figure BDA0002431360030000097
其中，T为供能时长总和，μg、μd、μp分别为燃气轮机发电机组、柴油发电机组、电网供电的CO2排放因子，由于光伏发电和风能发电不产生CO2排放，故他们的排放因子均为0；Pg、Pd、Pp分别为燃气轮机发电机组、柴油发电机组、电网供电在t时段的功率；
所述步骤3中基于高效低碳准则建立高效低碳评估模型，主要采用高效低碳系数(Efficient and Low Carbon，ELC)作为分析评价指标：
ELC＝θ1ηE+θ2ηC
其中，θ1、θ2分别是冷热电三联供子系统的供能效率和CO2减排率所占的权重，0≤θ1≤1，0≤θ2≤1，θ1+θ2＝1。
步骤4、基于步骤3所建立的高效低碳评估模型，提出冷热电三联供子系统的调控策略，进而实现对冷热电三联供子系统的高效低碳调控。
在本实施例中，所述步骤4通过改变高效和低碳这两个指标在评估模型中的权重赋值来实现不同的调控策略。
在以上的技术方案中，通过对冷热电三联供子系统中的模块分类，依照模块的负荷种类不同，构建冷热电三联供子系统耦合模型。对于耦合模型，优先使用可再生能源提供能量输入，建立不同负荷下的耦合调度方案，从供能源头上实现低碳高效。基于高效低碳准则建立对应的评估模型，通过调整模型中的参数和“高效”、“低碳”的权重来实现不同的调控策略，使综合系统的运行状态总体处于高效低碳的最佳排放区。
本发明的工作原理是：
本发明提出的基于高效低碳准则的冷热电三联供子系统调控策略，实现了综合能源系统的运行状态总体处于高效低碳的最佳排放区域，该方法相较于其他的冷热电三联供子系统调控策略,在供能系统中引入更多的可再生能源供能设备，可以从供能源头上实现高效低碳。针对传统供能效率估算不够全面准确的问题，使用
Figure BDA0002431360030000101
作为能效分析的主要评价指标，使得系统供能效率的估算更加全面准确，针对不同政策的制定需求，可调控的高效、低碳权重，需要设计灵活的系统调控模型，使调控策略的制定更加灵活、更具时效性。
需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、构建低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型；
步骤2、基于步骤1构建的低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型，建立能够分别满足冷热电负荷的耦合调度方案；
步骤3、基于高效低碳准则建立高效低碳评估模型；
步骤4、基于步骤3所建立的高效低碳评估模型，提出冷热电三联供子系统的调控策略，进而实现对冷热电三联供子系统的高效低碳调控。
2.根据权利要求1所述的一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：
(1)构建包括光伏发电组、风能发电组承担电负荷和地源热泵机组承担热负荷的三个模块的低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型为：
①光伏发电组输出功率：
Figure FDA0002431360020000011
TSTC、SSTC、PSTC分别为标准测试条件下电池温度、光照强度和光伏额定输出功率，PPV为光伏实际功率，S和T分别为实际工作点的光照强度和温度，k为功率温度系数；
②风能发电组输出功率：
Figure FDA0002431360020000021
vi、v0、vr分别为风机的切入、切出和额定风速；Pwp、Prwp分别为风机的实际功率和额定功率；
③地源热泵输出热量：
Figure FDA0002431360020000022
tg为远地点环境温度；tw为埋管井壁温度；Qgh为地源热泵输出热量；KS为土壤导热系数；L为埋管井深度；G为格林函数；F0为傅里叶数；P为计算点至管中心距离与埋管井半径的比值；
④燃气轮机：
供电表达式：Pg＝FpguHngηpgu
供热表达式：Qh＝FpugHng(1-ηpug-ηloss)ηhr
Pg为燃气轮机输出电功率；Qh为余热量经回收装置后的热功率；ηpgu为燃气轮机发电效率；ηloss为能量损耗率；ηhr为余热回收效率；Fpgu为单位时间燃气轮机的天然气消耗量；Hng为天然气热值，取9.78(kW·h)/m3；
⑤电采暖器：
Qeh＝PehCOPeh
Peh为电采暖器消耗的电量；COPeh为电采暖器的性能系数；Qeh电采暖器的输出热量；
(2)对于低碳高效冷热电三联供子系统耦合模型中每个模块按照冷负荷、热负荷、电负荷三种负荷属性进行分类。
3.根据权利要求1所述的一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略，其特征在于：所述步骤2的耦合调度方案为：
(1)针对于电负荷需求，优先使用可再生能源发电，即光伏发电与风能发电，其次由燃气轮机组与市网共同组成发电，柴油机发电组仅用于应急情况，即其余发电方式无法满足用户负载；
(2)针对于热负荷需求，当热负荷小于地源热泵临界供热能时，使用地源热泵供热；当热负荷大于地源热泵临界供热能时，使用地源热泵与采暖器同时供热；
(3)针对于冷负荷需求，由冷热电三联供的溴化锂吸收式制冷机满足冷负荷。
4.根据权利要求1所述的一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略，其特征在于：所述步骤3的高效低碳准则由高效准则和低碳准则共同构成；
其中，所述步骤3中的高效准则采用
Figure FDA0002431360020000032
作为能效分析的评价指标，冷热电三联供子系统的供能效率ηE定义为收益的
Figure FDA0002431360020000033
与消耗的
Figure FDA0002431360020000034
之比：
Figure FDA0002431360020000031
上式中，Ee为单位时间系统输出的电
Figure FDA0002431360020000035
Ee＝Pg，Pg为发电功率；Ec是与输出的制冷量相应的热
Figure FDA0002431360020000038
Eh是余热回收设备输出的热水的热
Figure FDA0002431360020000037
Qf为单位时间内消耗天然气产生的热量；
其中：
Figure FDA0002431360020000041
Qc为单位时间内制冷机提供的冷量，Tc为输出的制冷温度，T0为输入的初始温度；
其中：
Figure FDA0002431360020000042
Qh为单位时间内余热回收装置输出的热能，Th为输出热水的温度；
所述步骤3中的低碳准则采用CO2减排率作为低碳分析的评价标准，CO2减排率ηC定义为冷热电三联供的CO2减排量与传统分供系统CO2排量之比：
Figure FDA0002431360020000043
其中，GD为传统分供系统的CO2排量，由实际测量获得；GJ为冷热电三联供子系统的CO2排量；
其中：
Figure FDA0002431360020000044
其中，T为供能时长总和，μg、μd、μp分别为燃气轮机发电机组、柴油发电机组、电网供电的CO2排放因子，由于光伏发电和风能发电不产生CO2排放，故他们的排放因子均为0；Pg、Pd、Pp分别为燃气轮机发电机组、柴油发电机组、电网供电在t时段的功率；
所述步骤3中基于高效低碳准则建立高效低碳评估模型，主要采用高效低碳系数作为分析评价指标：
ELC＝θ1ηE+θ2ηC
其中，θ1、θ2分别是冷热电三联供子系统的供能效率和CO2减排率所占的权重，0≤θ1≤1，0≤θ2≤1，θ1+θ2＝1。
5.根据权利要求1所述的一种基于高效低碳排放准则的冷热电三联供系统调控策略，其特征在于：所述步骤4的具体方法为：通过改变高效和低碳这两个指标在评估模型中的权重赋值来实现不同的调控策略。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117722750A (zh) * 2024-02-07 2024-03-19 东莞市智杰电子科技有限公司 一种用于svg无功补偿的制冷空调运行安全监管系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004263944A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Hiroshi Yamaguchi ソーラシステム
KR100849578B1 (ko) * 2007-11-20 2008-07-31 두산건설 주식회사 복합 열원을 연계한 고효율 에너지 절약형 난방 시스템
CN102563960A (zh) * 2010-12-20 2012-07-11 新奥科技发展有限公司 太阳能冷热电三联供系统
KR20120136074A (ko) * 2011-06-08 2012-12-18 대우조선해양 주식회사 선박의 하이브리드 에어 컨디셔닝 시스템
CN105046593A (zh) * 2015-09-16 2015-11-11 国网天津市电力公司 一种符合低碳能源政策的智能配用电评价方法
CN106127377A (zh) * 2016-06-21 2016-11-16 国家电网公司 一种智能电网多能源综合协调水平评价方法
JP2018031501A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 エスペック株式会社 低温空気供給装置及び環境試験装置
CN109884898A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 河海大学 一种考虑*效率的综合能源系统多目标模糊优化方法
CN110401229A (zh) * 2019-06-30 2019-11-01 天津大学 一种考虑微能源网支撑作用的配电网弹性提升方法
CN110474335A (zh) * 2019-09-18 2019-11-19 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司 一种基于评价准则的综合能源系统运行方法
CN110689189A (zh) * 2019-09-24 2020-01-14 国网天津市电力公司 考虑供能侧和需求侧的冷热电联合供需平衡优化调度方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004263944A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Hiroshi Yamaguchi ソーラシステム
KR100849578B1 (ko) * 2007-11-20 2008-07-31 두산건설 주식회사 복합 열원을 연계한 고효율 에너지 절약형 난방 시스템
CN102563960A (zh) * 2010-12-20 2012-07-11 新奥科技发展有限公司 太阳能冷热电三联供系统
KR20120136074A (ko) * 2011-06-08 2012-12-18 대우조선해양 주식회사 선박의 하이브리드 에어 컨디셔닝 시스템
CN105046593A (zh) * 2015-09-16 2015-11-11 国网天津市电力公司 一种符合低碳能源政策的智能配用电评价方法
CN106127377A (zh) * 2016-06-21 2016-11-16 国家电网公司 一种智能电网多能源综合协调水平评价方法
JP2018031501A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 エスペック株式会社 低温空気供給装置及び環境試験装置
CN109884898A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 河海大学 一种考虑*效率的综合能源系统多目标模糊优化方法
CN110401229A (zh) * 2019-06-30 2019-11-01 天津大学 一种考虑微能源网支撑作用的配电网弹性提升方法
CN110474335A (zh) * 2019-09-18 2019-11-19 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司 一种基于评价准则的综合能源系统运行方法
CN110689189A (zh) * 2019-09-24 2020-01-14 国网天津市电力公司 考虑供能侧和需求侧的冷热电联合供需平衡优化调度方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117722750A (zh) * 2024-02-07 2024-03-19 东莞市智杰电子科技有限公司 一种用于svg无功补偿的制冷空调运行安全监管系统

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