JP3663954B2 - 分散電源システム - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池等の直流電源を用いた電源装置を商用電源と電気的に接続して、共通の負荷に電力を供給するように系統連系運転を行う分散電源システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は直流電源として太陽電池を用いた従来の分散電源装置（太陽光発電装置）の概略構成図である。図３において、１は商用電源の電力系統であり、発電所の主電源２と、発電所２からの電力を降圧して配電する発電所３と、配電線４に設けられた遮断機５と、供給された電力を降圧して各家庭に供給する柱上変圧器６とを有している。８は各家庭に設置された太陽電池であり、太陽電池８から出力される直流電圧を交流電圧に変換する系統連系型電力変換装置１０とを有して分散電源７が構成されている。１２は系統連系保護回路であり、商用電源１の状態が正常であるとき解列開閉器１１を操作し、分散電源７を商用電源１と系統連系する。商用電源１の異常や停電を検出すると電力変換器９に商用電源１への電力供給を停止させ、解列開閉器１１を解列し分散電源７を系統分離させるとともに、商用電源１の異常や停電が検出されなくなると再び分散電源７と商用電源１を系統連系させるため解列開閉器１１を操作するようになっている。
【０００３】
系統連系保護回路１２が商用電源１を正常と認識し系統連系をしている場合、共用分岐回路１６には商用電源１から電力が供給され、連系保護回路１２が商用電源１を異常／停電と判断した場合には電力変換器９から電力が供給される。
【０００４】
上述した構成の分散電源装置においては、太陽電池８から直流電力が出力されると電力変換器９により所定周波数の交流電力に変換されてその交流電力が住宅内負荷に供給される一方、この分散電源からの交流電力で賄えない電力が、商用電源１から供給される。
【０００５】
図３に示した分散電源装置の基本構成において、８は太陽電池であり、１０は系統連系型電力変換装置である。この系統連系型電力変換装置１０は、上述した電力変換器９と、解列開閉器１１と、系統連系保護回路１２とにより構成される。また、系統連系型電力変換装置１０はケーブル１４にて接続される表示器１５を有している。
【０００６】
表示器１５は、ユーザが分散電源の発電状態を容易に把握できるように、分散電源７の太陽電池８の発電による、発電電力量・積算電力量・商用電源１の状態・系統連系型電力変換装置１０の状態を表示する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような構成の分散電源装置を商用電源１に並列に複数台接続して運転を行う分散電源システム（図４参照）の場合、複数の分散電源装置が接続される表示器１５は各分散電源７の運転状態、商用電源１の状態、各分散電源の発電電力の積算値等を表示するとともに、運転・停止等の制御命令を各分散電源７に通知するようになっている。このように、１台の表示器１５を用いて複数の分散電源７と通信を行い各種データを取得するためには、表示器１５に分散電源７の接続台数を認識させる必要が生じる。
【０００８】
ところが、表示器１５に分散電源７の接続台数を認識させるためには、スイッチ１５ｅを設け、このスイッチ１５ｅを操作することによりどの接続端子に分散電源７が接続されているかを設定するといった煩雑な作業が必要であるという問題点を有していた。また、スイッチ１５ｅの設定を誤ると表示器１５と分散電源７との通信が行われなくなるため、分散電源システムが正常に動作しなくなる可能性があるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、煩雑な設定を行うことなく複数の分散電源装置を並列に運転可能な分散電源システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、直流電源と、直流電源から出力される直流を交流に変換する電力変換器と、商用電源の異常／停電を検出すると電力変換器から商用電源への電力供給出力を停止させ系統分離を行うとともに、商用電源の異常／停電の解除を検出すると系統連系を行い電力変換器から商用電源への電力供給を再開させる系統連系保護装置を具備する分散電源と、系統連系時には商用電源から電力が供給され系統分離時には電力変換器から電力が供給される共用分岐回路とを備える分散電源装置と、
各分散電源装置が接続可能な複数の端子と、接続台数設定時に各接続端子に対して確認信号を送信し、確認信号に呼応した分散電源装置からの返信信号を受信する送受信回路と、送受信回路が受信した返信信号の有無から分散電源装置の接続台数を設定・表示する運転制御回路とを備える表示器と、からなることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る分散電源システムについて図１及び図２に基づき詳細に説明する。図１は分散電源システムの概略構成図である。図２は分散電源システムの表示器の動作を示すフローチャートである。なお、従来の技術の欄にて示した分散電源装置及び分散電源システムと同等の箇所には同じ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１２】
分散電源７は直流電源に相当する太陽電池８と系統連系型電力変換装置１０とにより構成される。そして、分散電源システム１８は複数台の分散電源７と表示器１５とにより構成される。系統連系型電力変換装置１０は、電力変換器９と、解列開閉器１１と、系統連系保護装置１２と、送受信回路１９と、センサ部１７とを備えてなる。また、表示器１５は、送受信回路１５ａと、運転制御回路１５ｂと、表示部１５ｃと、操作部１５ｄと、複数台の分散電源７を接続するための接続端子１５ｆとを備えてなる。
【００１３】
電力変換器９は、直流電源である太陽電池８から入力される直流電力を交流に変換し、系統連系時には商用電源１に、系統分離時には共用分岐回路１６に交流電力を出力するものである。解列開閉器１１は、分散電源７と商用電源１とを接続及び解列するための開閉器であり、系統連系保護装置１２により制御されるようになっている。
【００１４】
系統連系保護装置１２は、センサ部１７に設けられた電圧センサ及び電流センサからの信号が入力されると、電力変換器９を制御する制御信号を出力する。また、系統連系保護装置１２は、センサ部１７からの電圧信号や電流信号により、分散電源７の系統内周波数異常や電圧異常、あるいは商用電源１の停電を検知し、これに基づいて解列開閉器１１を制御することで商用電源１から分散電源７を切り離し、電力変換器９に商用電源１への交流出力を停止させ、系統分離が確認されると電力変換器９に共用分岐回路１６へ出力を再開するように指令を与える。商用電源１の異常及び停電が解消されたことを検出すると、電力変換器９に共用分岐回路１６への交流電力出力を停止させ、解列開閉器１１を制御して分散電源７を再び系統連系させ、系統連系が確認されると電力変換器９に商用電源１への交流電流出力を再開させる。
【００１５】
また、連系保護装置１２は、太陽電池電圧や系統電圧の各状態、電力変換器９の動作状態、異常の有無等の分散電源７の運転状態を表示器１５に通知する。そのための手段として系統連系型電力変換装置１０は、送受信回路１９を、表示器１５は送受信回路１５ａを備える。なお、送受信回路１９、１５ａ間は、有線通信または無線通信のどちらであってもよい。
【００１６】
表示器１５は、送受信回路１５ａと、通知された各分散電源７の運転状態を基に演算を行い、分散電源システム１８の運転を制御するための指令を決定するとともに、表示部１５ｃに表示する内容を決定する運転制御回路１５ｂと、運転制御回路１５ｂにより決定された表示内容を表示する表示部１５ｃと、例えば運転開始又は運転停止などのユーザの要望を受け付けるための操作器１５ｄと、接続端子１５ｆ1〜１５ｆｎ（ｎは分散電源７の最大接続台数である）とを備えてなる。
【００１７】
次に、本実施の形態に係る分散電源システム１８において、表示器１５に接続される分散電源７の接続数の認識方法について図２に基づいて説明する。表示器１５の運転制御回路１５ｂは、電源起動毎に分散電源７に対して確認信号を送受信回路１５ａを用いて送信する。確認信号を通知された分散電源７は、表示器１５に対して返信を送受信回路１９を用いて表示器に通知する。返信を通知された表示器１５は、接続端子１５ｆに分散電源７が接続されていることを認識する。
【００１８】
同様の処理を残りの接続端子１５ｆに対して行い、分散電源７が接続されているか否かの認識を行う。もし、分散電源７からの返信がない場合は、接続端子１５ｆに分散電源７が接続されていないと判断する。
【００１９】
この処理を表示器１５が持つ接続端子１５ｆ1〜１５ｆｎの個数回（本実施の形態ではｎ回）繰り返すことで、表示器１５は分散電源システム１８を構成する分散電源７の台数を認識することができるとともに、分散電源７が接続されている接続端子１５ｆと接続されていない接続端子１５ｆとを判別することが可能になるのである。また、分散電源システム１８がユーザ宅に設置された後に分散電源７の台数が変更になったとしても、電源起動毎に上述した処理を行うため、従来のスイッチ１５ｅを用いた煩雑な設定を行う必要がない。また、本実施の形態の分散電源システム１８にあっては、従来必要であったスイッチ１５ｅの設定を誤って行うことによりシステムが誤動作してしまうことを防止することが可能になるという効果を奏する。なお、本実施の形態にあっては電源投入時に接続される接続端子１５ｆのチェックを行っているが、チェック時はこれに限られるものではないことはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明にあっては、直流電源と、直流電源から出力される直流を交流に変換する電力変換器と、商用電源の異常／停電を検出すると電力変換器から商用電源への電力供給出力を停止させ系統分離を行うとともに、商用電源の異常／停電の解除を検出すると系統連系を行い電力変換器から商用電源への電力供給を再開させる系統連系保護装置を具備する分散電源と、系統連系時には商用電源から電力が供給され系統分離時には電力変換器から電力が供給される共用分岐回路とを備える分散電源装置と、
各分散電源装置が接続可能な複数の端子と、接続台数設定時に各接続端子に対して確認信号を送信し、確認信号に呼応した分散電源装置からの返信信号を受信する送受信回路と、送受信回路が受信した返信信号の有無から分散電源装置の接続台数を設定・表示する運転制御回路とを備える表示器と、からなるようにしたので、従来必要となっていた接続認識用スイッチの設定を行うことなく自動的に接続端子の接続の有無を認識させることが可能になるため、煩雑な設定を行うことなく複数の分散電源装置を並列に運転可能な分散電源システムを提供することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】分散電源システムの概略構成図である。
【図２】分散電源システムの表示器の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の分散電源装置の概略構成図である。
【図４】従来の分散電源システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１ 商用電源
７ 分散電源
８ 太陽電池
９ 電力変換器
１０ 系統連系型電力変換装置
１１ 解列開閉器
１２ 系統扇形制御回路
１３ 住宅内負荷
１５ 表示器
１５ａ 送受信回路
１５ｂ 運転制御回路
１５ｃ 表示部
１５ｄ 操作部
１５ｅ 分散電源接続認識用スイッチ
１５ｆ 分散電源接続端子
１６ 共用分岐回路
１７ センサ部
１８ 分散電源システム
１９ 送受信回路
２０ 共用分岐回路用コンセント
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池等の直流電源を用いた電源装置を商用電源と電気的に接続して、共通の負荷に電力を供給するように系統連系運転を行う分散電源システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は直流電源として太陽電池を用いた従来の分散電源装置（太陽光発電装置）の概略構成図である。図３において、１は商用電源の電力系統であり、発電所の主電源２と、発電所２からの電力を降圧して配電する発電所３と、配電線４に設けられた遮断機５と、供給された電力を降圧して各家庭に供給する柱上変圧器６とを有している。８は各家庭に設置された太陽電池であり、太陽電池８から出力される直流電圧を交流電圧に変換する系統連系型電力変換装置１０とを有して分散電源７が構成されている。１２は系統連系保護回路であり、商用電源１の状態が正常であるとき解列開閉器１１を操作し、分散電源７を商用電源１と系統連系する。商用電源１の異常や停電を検出すると電力変換器９に商用電源１への電力供給を停止させ、解列開閉器１１を解列し分散電源７を系統分離させるとともに、商用電源１の異常や停電が検出されなくなると再び分散電源７と商用電源１を系統連系させるため解列開閉器１１を操作するようになっている。
【０００３】
系統連系保護回路１２が商用電源１を正常と認識し系統連系をしている場合、共用分岐回路１６には商用電源１から電力が供給され、連系保護回路１２が商用電源１を異常／停電と判断した場合には電力変換器９から電力が供給される。
【０００４】
上述した構成の分散電源装置においては、太陽電池８から直流電力が出力されると電力変換器９により所定周波数の交流電力に変換されてその交流電力が住宅内負荷に供給される一方、この分散電源からの交流電力で賄えない電力が、商用電源１から供給される。
【０００５】
図３に示した分散電源装置の基本構成において、８は太陽電池であり、１０は系統連系型電力変換装置である。この系統連系型電力変換装置１０は、上述した電力変換器９と、解列開閉器１１と、系統連系保護回路１２とにより構成される。また、系統連系型電力変換装置１０はケーブル１４にて接続される表示器１５を有している。
【０００６】
表示器１５は、ユーザが分散電源の発電状態を容易に把握できるように、分散電源７の太陽電池８の発電による、発電電力量・積算電力量・商用電源１の状態・系統連系型電力変換装置１０の状態を表示する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような構成の分散電源装置を商用電源１に並列に複数台接続して運転を行う分散電源システム（図４参照）の場合、複数の分散電源装置が接続される表示器１５は各分散電源７の運転状態、商用電源１の状態、各分散電源の発電電力の積算値等を表示するとともに、運転・停止等の制御命令を各分散電源７に通知するようになっている。このように、１台の表示器１５を用いて複数の分散電源７と通信を行い各種データを取得するためには、表示器１５に分散電源７の接続台数を認識させる必要が生じる。
【０００８】
ところが、表示器１５に分散電源７の接続台数を認識させるためには、スイッチ１５ｅを設け、このスイッチ１５ｅを操作することによりどの接続端子に分散電源７が接続されているかを設定するといった煩雑な作業が必要であるという問題点を有していた。また、スイッチ１５ｅの設定を誤ると表示器１５と分散電源７との通信が行われなくなるため、分散電源システムが正常に動作しなくなる可能性があるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、煩雑な設定を行うことなく複数の分散電源装置を並列に運転可能な分散電源システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、直流電源と、直流電源から出力される直流を交流に変換する電力変換器と、商用電源の異常／停電を検出すると電力変換器から商用電源への電力供給出力を停止させ系統分離を行うとともに、商用電源の異常／停電の解除を検出すると系統連系を行い電力変換器から商用電源への電力供給を再開させる系統連系保護装置を具備する分散電源と、系統連系時には商用電源から電力が供給され系統分離時には電力変換器から電力が供給される共用分岐回路とを備える分散電源装置と、
各分散電源装置が接続可能な複数の端子と、接続台数設定時に各接続端子に対して確認信号を送信し、確認信号に呼応した分散電源装置からの返信信号を受信する送受信回路と、送受信回路が受信した返信信号の有無から分散電源装置の接続台数を設定・表示する運転制御回路とを備える表示器と、からなることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る分散電源システムについて図１及び図２に基づき詳細に説明する。図１は分散電源システムの概略構成図である。図２は分散電源システムの表示器の動作を示すフローチャートである。なお、従来の技術の欄にて示した分散電源装置及び分散電源システムと同等の箇所には同じ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１２】
分散電源７は直流電源に相当する太陽電池８と系統連系型電力変換装置１０とにより構成される。そして、分散電源システム１８は複数台の分散電源７と表示器１５とにより構成される。系統連系型電力変換装置１０は、電力変換器９と、解列開閉器１１と、系統連系保護装置１２と、送受信回路１９と、センサ部１７とを備えてなる。また、表示器１５は、送受信回路１５ａと、運転制御回路１５ｂと、表示部１５ｃと、操作部１５ｄと、複数台の分散電源７を接続するための接続端子１５ｆとを備えてなる。
【００１３】
電力変換器９は、直流電源である太陽電池８から入力される直流電力を交流に変換し、系統連系時には商用電源１に、系統分離時には共用分岐回路１６に交流電力を出力するものである。解列開閉器１１は、分散電源７と商用電源１とを接続及び解列するための開閉器であり、系統連系保護装置１２により制御されるようになっている。
【００１４】
系統連系保護装置１２は、センサ部１７に設けられた電圧センサ及び電流センサからの信号が入力されると、電力変換器９を制御する制御信号を出力する。また、系統連系保護装置１２は、センサ部１７からの電圧信号や電流信号により、分散電源７の系統内周波数異常や電圧異常、あるいは商用電源１の停電を検知し、これに基づいて解列開閉器１１を制御することで商用電源１から分散電源７を切り離し、電力変換器９に商用電源１への交流出力を停止させ、系統分離が確認されると電力変換器９に共用分岐回路１６へ出力を再開するように指令を与える。商用電源１の異常及び停電が解消されたことを検出すると、電力変換器９に共用分岐回路１６への交流電力出力を停止させ、解列開閉器１１を制御して分散電源７を再び系統連系させ、系統連系が確認されると電力変換器９に商用電源１への交流電流出力を再開させる。
【００１５】
また、連系保護装置１２は、太陽電池電圧や系統電圧の各状態、電力変換器９の動作状態、異常の有無等の分散電源７の運転状態を表示器１５に通知する。そのための手段として系統連系型電力変換装置１０は、送受信回路１９を、表示器１５は送受信回路１５ａを備える。なお、送受信回路１９、１５ａ間は、有線通信または無線通信のどちらであってもよい。
【００１６】
表示器１５は、送受信回路１５ａと、通知された各分散電源７の運転状態を基に演算を行い、分散電源システム１８の運転を制御するための指令を決定するとともに、表示部１５ｃに表示する内容を決定する運転制御回路１５ｂと、運転制御回路１５ｂにより決定された表示内容を表示する表示部１５ｃと、例えば運転開始又は運転停止などのユーザの要望を受け付けるための操作器１５ｄと、接続端子１５ｆ1〜１５ｆｎ（ｎは分散電源７の最大接続台数である）とを備えてなる。
【００１７】
次に、本実施の形態に係る分散電源システム１８において、表示器１５に接続される分散電源７の接続数の認識方法について図２に基づいて説明する。表示器１５の運転制御回路１５ｂは、電源起動毎に分散電源７に対して確認信号を送受信回路１５ａを用いて送信する。確認信号を通知された分散電源７は、表示器１５に対して返信を送受信回路１９を用いて表示器に通知する。返信を通知された表示器１５は、接続端子１５ｆに分散電源７が接続されていることを認識する。
【００１８】
同様の処理を残りの接続端子１５ｆに対して行い、分散電源７が接続されているか否かの認識を行う。もし、分散電源７からの返信がない場合は、接続端子１５ｆに分散電源７が接続されていないと判断する。
【００１９】
この処理を表示器１５が持つ接続端子１５ｆ1〜１５ｆｎの個数回（本実施の形態ではｎ回）繰り返すことで、表示器１５は分散電源システム１８を構成する分散電源７の台数を認識することができるとともに、分散電源７が接続されている接続端子１５ｆと接続されていない接続端子１５ｆとを判別することが可能になるのである。また、分散電源システム１８がユーザ宅に設置された後に分散電源７の台数が変更になったとしても、電源起動毎に上述した処理を行うため、従来のスイッチ１５ｅを用いた煩雑な設定を行う必要がない。また、本実施の形態の分散電源システム１８にあっては、従来必要であったスイッチ１５ｅの設定を誤って行うことによりシステムが誤動作してしまうことを防止することが可能になるという効果を奏する。なお、本実施の形態にあっては電源投入時に接続される接続端子１５ｆのチェックを行っているが、チェック時はこれに限られるものではないことはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明にあっては、直流電源と、直流電源から出力される直流を交流に変換する電力変換器と、商用電源の異常／停電を検出すると電力変換器から商用電源への電力供給出力を停止させ系統分離を行うとともに、商用電源の異常／停電の解除を検出すると系統連系を行い電力変換器から商用電源への電力供給を再開させる系統連系保護装置を具備する分散電源と、系統連系時には商用電源から電力が供給され系統分離時には電力変換器から電力が供給される共用分岐回路とを備える分散電源装置と、
各分散電源装置が接続可能な複数の端子と、接続台数設定時に各接続端子に対して確認信号を送信し、確認信号に呼応した分散電源装置からの返信信号を受信する送受信回路と、送受信回路が受信した返信信号の有無から分散電源装置の接続台数を設定・表示する運転制御回路とを備える表示器と、からなるようにしたので、従来必要となっていた接続認識用スイッチの設定を行うことなく自動的に接続端子の接続の有無を認識させることが可能になるため、煩雑な設定を行うことなく複数の分散電源装置を並列に運転可能な分散電源システムを提供することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】分散電源システムの概略構成図である。
【図２】分散電源システムの表示器の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の分散電源装置の概略構成図である。
【図４】従来の分散電源システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１ 商用電源
７ 分散電源
８ 太陽電池
９ 電力変換器
１０ 系統連系型電力変換装置
１１ 解列開閉器
１２ 系統扇形制御回路
１３ 住宅内負荷
１５ 表示器
１５ａ 送受信回路
１５ｂ 運転制御回路
１５ｃ 表示部
１５ｄ 操作部
１５ｅ 分散電源接続認識用スイッチ
１５ｆ 分散電源接続端子
１６ 共用分岐回路
１７ センサ部
１８ 分散電源システム
１９ 送受信回路
２０ 共用分岐回路用コンセント
Claims (1)
- 直流電源と、直流電源から出力される直流を交流に変換する電力変換器と、商用電源の異常／停電を検出すると電力変換器から商用電源への電力供給出力を停止させ系統分離を行うとともに、商用電源の異常／停電の解除を検出すると系統連系を行い電力変換器から商用電源への電力供給を再開させる系統連系保護装置を具備する分散電源と、系統連系時には商用電源から電力が供給され系統分離時には電力変換器から電力が供給される共用分岐回路とを備える分散電源装置と、
各分散電源装置が接続可能な複数の端子と、接続台数設定時に各接続端子に対して確認信号を送信し、確認信号に呼応した分散電源装置からの返信信号を受信する送受信回路と、送受信回路が受信した返信信号の有無から分散電源装置の接続台数を設定・表示する運転制御回路とを備える表示器と、からなることを特徴とする分散電源システム。
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|---|---|---|---|
| JP04858699A JP3663954B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 分散電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04858699A JP3663954B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 分散電源システム |
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| JP2000253585A JP2000253585A (ja) | 2000-09-14 |
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5295155B2 (ja) * | 2010-03-15 | 2013-09-18 | 中国電力株式会社 | 電力供給システムの制御方法、及び電力供給システム |
| JP6012517B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2016-10-25 | 株式会社東芝 | 電力変換装置、電力接続検査方法およびプログラム |
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1999
- 1999-02-25 JP JP04858699A patent/JP3663954B2/ja not_active Expired - Fee Related
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