CN109905084B - 一种故障点位置的判断方法、装置及光伏*** - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种故障点位置的判断方法、装置及光伏***，用以在光伏***发生断线故障的情况下，准确、高效地判断故障点的位置。该方法应用于光伏***，光伏***包含至少一个逆变器以及至少一个光伏单元，每个光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器；该方法包括：逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号；逆变器获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；逆变器对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

Description

一种故障点位置的判断方法、装置及光伏***

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种故障点位置的判断方法、装置及光伏***。

背景技术

通常，光伏***可以由至少一个光伏组串和至少一个逆变器组成。其中，每个光伏组串均与逆变器并联，每个光伏组串包含至少一个光伏单元，每个光伏单元串联连接。每个光伏单元中可以包括至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，光伏组件控制器用于对该光伏单元的输出电压和输出电流等进行控制。

示例性地，一种光伏***的结构可以如图1所示。在图1所示的光伏***中包含两个光伏组串，每个光伏组串中包含十六个光伏单元。每个光伏单元中包含一个优化器，用于对光伏组件输出的直流电进行DC/DC变换，以输出电压和电流可调的直流电，从而使得光伏单元的输出功率达到最大。

通常，逆变器与光伏单元之间以及相邻的光伏单元之间均是通过端子连接的，若端子出现松动或接触不良的现象，两个光伏单元间会发生断线故障(即两个光伏单元间的电气连接断开)，例如图1所示的光伏***中，光伏单元#4和光伏单元#5之间发生断线故障，光伏组串与逆变器无法形成电流回路，影响该光伏组串的正常工作。现有技术中，通常需要人工排查故障点。由于光伏单元一般铺设在屋顶且一个光伏组串中包含的光伏单元的数量较多，因而排查工作量大、效率低。

因此，亟需一种故障点位置的判断方案，从而在光伏单元间发生断线故障的情况下，准确、高效地判断故障点的位置。

发明内容

本申请实施例提供一种故障点位置的判断方法、装置及光伏***，用以在光伏***发生断线故障的情况下，准确、高效地判断故障点的位置。

第一方面，本申请实施例提供一种故障点位置的判断方法，该方法应用于光伏***，光伏***包含至少一个逆变器以及至少一个光伏单元，光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，方法包括如下步骤：逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号；逆变器获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；逆变器对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

其中，光伏组件控制器可以为优化器或关断器。

在第一方面提供的方法中，逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号，以供至少一个光伏单元对第一测试信号进行测量。在光伏***发生断线故障的情况下，由至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息呈现与正常工作状态下不同的趋势，因而逆变器在获取到光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后，可以根据光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息绝对值或相对值排序确定光伏***中的故障点。采用第一方面提供的方法，在光伏***发生断线故障的情况下，无需人工排查故障点的位置，可以准确、高效地判断故障点的位置。

在一种可能的设计中，第一测试信号的特征信息包括但不限于以下几种：第一测试信号的信号强度信息；第一测试信号的阻抗信息。

此外，具体实现时，第一测试信号可以为PLC通信信号。

采用上述方案，可以借助光伏单元之间以及逆变器和光伏单元之间原有的通信协议实施第一方面提供的方法。

在一种可能的设计中，逆变器获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息，具体可通过如下两种方式实现：

第一种

逆变器接收至少一个光伏单元发送的至少一个第一测试信号的特征信息。

第二种

逆变器接收至少一个第三光伏单元发送的至少一个第一测试信号的特征信息，至少一个第三光伏单元中的全部或部分光伏单元用于对至少一个第四光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行转发。

采用上述方案，逆变器可以直接从至少一个光伏单元接收第一测试信号的特征信息，也可以由第三光伏单元转发其他光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息。

在一种可能的设计中，逆变器根据排序结果确定光伏***中的故障点，具体可通过如下方式实现：逆变器确定第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最小或最大；逆变器确定光伏***中的故障点位于第一光伏单元和第二光伏单元之间，第二光伏单元为与第一光伏单元相邻的光伏单元。

在光伏***中，光伏单元中的电池板存在对地分布电容，线缆间也存在对地分布电容。若光伏***发生断线，正常的信号通路被切断，第一测试信号会通过电池板对地分布电容以及线缆间对地分布电容回流到参考地。由于距离断线点最近的光伏单元对地分布总电容最小，因而该光伏单元的交流阻抗最大，信号强度最弱。采用上述方案，可以根据第一测试信号的特征信息(例如交流阻抗信息或信号强度信息)绝对值或相对值排序确定光伏***中的故障点。

此外，在逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号之后，若逆变器未获取到光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息，则逆变器可以向至少一个光伏单元发送第二测试信号，第二测试信号的频率与第一测试信号的频率不同；逆变器获取至少一个光伏单元反馈的第二测试信号的特征信息；逆变器对至少一个第二测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

若逆变器发送第一测试信号后，由于第一测试信号的信号强度较弱，至少一个光伏单元中的某一个或几个光伏单元难以测量得到第一测试信号的特征信息，或者多个光伏单元测量得到的第一测试信号的特征信息都很接近，以致逆变器难以对光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行辨别，则逆变器可以发送另一频点上的第二测试信号，以供光伏单元对第二测试信号的特征进行测量，然后，逆变器可以根据第二测试信号的特征信息绝对值或相对值排序确定光伏单元中的故障点。

在第一方面提供的方法中，可以通过多种方式判断光伏***中发生断线故障，进而启用第一方面提供的故障点位置的判断方法来判断故障点位置。

第一种

在逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号之前，逆变器确定至少一个光伏单元的电流信号和/或电压信号异常。

采用上述方案，可以根据光伏单元的电压和电流特征判断光伏***中发生断线故障。

第二种

在逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号之前，逆变器确定光伏***中产生电弧。

采用上述方案，可以根据光伏***中的电弧特征判断光伏***中发生断线故障。

第三种

在逆变器获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后，逆变器根据至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息确定光伏***中发生断线故障。

采用上述方案，可以在接收到光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后确定光伏***中发生断线故障，然后再对至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行分析，确定具体的断线位置。

第二方面，本申请实施例提供一种故障点位置的判断方法，该方法应用于光伏***，光伏***包括至少一个逆变器和至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，该方法包括：光伏组件控制器接收逆变器发送的第一测试信号；光伏组件控制器对第一测试信号进行测量，获取第一测试信号的特征信息；光伏组件控制器向逆变器反馈第一测试信号的特征信息。

此外，光伏组件控制器还可用于执行第一方面提供的方法中的光伏单元所执行的其他操作，此处不再赘述。

第三方面，本申请实施例提供一种故障点位置的判断方法，该方法应用于光伏***，光伏***包括至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，该方法包括：

至少一个光伏单元中的第五光伏单元向至少一个光伏单元中除第五光伏单元之外的至少一个其他光伏单元发送第一测试信号；

第五光伏单元获取至少一个其他光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；

第五光伏单元对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

其中，第一测试信号的特征信息包括以下一种或多种：第一测试信号的信号强度信息；第一测试信号的阻抗信息。

第四方面，本申请实施例提供一种故障点位置的判断方法，该方法应用于光伏***，光伏***包括至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，该方法包括：光伏组件控制器接收至少一个光伏单元中的第五光伏单元发送的第一测试信号；光伏组件控制器对第一测试信号进行测量，获取第一测试信号的特征信息；光伏组件控制器向第五光伏单元反馈第一测试信号的特征信息。

第五方面，本申请实施例提供一种故障点位置的判断装置，该装置应用于光伏***，光伏***包括至少一个故障点位置的判断装置和至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，该装置包括：发送单元，用于向至少一个光伏单元发送第一测试信号；接收单元，用于获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；处理单元，用于对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

其中，第一测试信号的特征信息可以包括以下一种或多种：第一测试信号的信号强度信息；第一测试信号的阻抗信息。光伏组件控制器可以为优化器或关断器。

在一种可能的设计中，处理单元在根据排序结果确定光伏***中的故障点时，具体用于：确定第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最小或最大；确定光伏***中的故障点位于第一光伏单元和第二光伏单元之间，第二光伏单元为与第一光伏单元相邻的光伏单元。

在一种可能的设计中，接收单元在获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息时，具体用于：接收至少一个光伏单元发送的至少一个第一测试信号的特征信息；或者，接收至少一个第三光伏单元发送的至少一个第一测试信号的特征信息，至少一个第三光伏单元中的全部或部分光伏单元用于对至少一个第四光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行转发。

在一种可能的设计中，处理单元还用于：在发送单元向至少一个光伏单元发送第一测试信号之后，确定未获取到至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；发送单元还用于：向至少一个光伏单元发送第二测试信号，第二测试信号的频率与第一测试信号的频率不同；接收单元还用于：获取至少一个光伏单元反馈的第二测试信号的特征信息；处理单元还用于：对至少一个第二测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

在一种可能的设计中，处理单元还用于：在发送单元向至少一个光伏单元发送第一测试信号之前，确定至少一个光伏单元的电流信号和/或电压信号异常；或者，确定光伏***中产生电弧。

在一种可能的设计中，处理单元还用于：在接收单元获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后，根据至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息确定光伏***中发生断线故障。

在一种可能的设计中，第一测试信号可以为PLC通信信号。

第六方面，本申请实施例提供一种故障点位置的判断装置，该装置应用于光伏***，光伏***包括至少一个逆变器和至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及至少一个故障点位置的判断装置，该装置包括：接收单元，用于接收逆变器发送的第一测试信号；处理单元，用于对第一测试信号进行测量，获取第一测试信号的特征信息；发送单元，用于向逆变器反馈第一测试信号的特征信息。

第七方面，本申请实施例提供一种故障点位置的判断装置，所述故障点位置的判断装置应用于光伏***中。所述故障点位置的判断装置的结构中包括处理器和存储器，所述处理器被配置为支持所述装置执行上述第一方面方法、第二方面方法、第三方面方法、第四方面方法中相应的功能。所述存储器与所述处理器耦合，其保存所述故障点位置的判断装置必要的程序指令和数据。所述故障点位置的判断装置的结构中还包括通信接口，用于与其他设备进行通信。

第八方面，本申请实施例提供一种光伏***，包括：至少一个逆变器和至少一个光伏单元，光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器；逆变器，用于向至少一个光伏单元发送第一测试信号；至少一个光伏单元，用于向逆变器反馈第一测试信号的特征信息；逆变器，还用于对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

需要说明的是，第八方面提供的光伏***中，逆变器还可用于执行第一方面中不同设计方式所提供的方案，光伏单元还可用于执行第二方面中不同设计方式所提供的方案，此处不再赘述。

另外，第二方面至第八方面中任一种可能设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为现有技术提供的一种光伏***的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光伏***的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种故障点位置的判断方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种光伏***的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种故障点位置的判断方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的第一种故障点位置的判断装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的第二种故障点位置的判断装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的第三种故障点位置的判断装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的第三种光伏***的结构示意图。

具体实施方式

下面，首先对本申请实施例的应用场景加以简单介绍。

本申请实施例可应用于图2所示的光伏***中，该光伏***包含至少一个逆变器(图2中以一个示意)以及至少一个光伏单元，至少一个光伏单元串联连接；至少一个光伏单元中的每个光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器。

其中，光伏组件控制器的输入端与光伏组件连接，用于对光伏组件的输出电压和输出电流进行调节。此外，光伏组件控制器还和与光伏组件控制器所在光伏单元相邻的两个光伏单元连接，以实现光伏单元之间的连接。示例性地，该光伏组件控制器可以是优化器，用于实现输出电压和输出电流的调节，以使得光伏单元的输出功率最大；该光伏组件控制器也可以是关断器，用于对打开或关闭该光伏单元的输出。

在实际应用中，每个光伏单元中，光伏组件输出的直流电经光伏组件控制器进行DC/DC变换后输出。多个光伏单元均输出直流电至逆变器，逆变器对直流电进行DC/AC变换后得到的交流电可作为市电输出至电网。

本申请实施例中，串联的至少一个光伏单元可以视为一个光伏组串，也可以称为直流高压组串。光伏***中可以包含一个光伏组串，也可以包含多个光伏组串，图2中仅以光伏***中包含一个光伏组串为例进行示意。在光伏***中包含多个光伏组串时，多个光伏组串并联连接。

此外，在图2所示的光伏***中，逆变器和每个光伏单元之间以及光伏单元之间均可以通过电力线通信(power line communication，PLC)协议来传递信息，以进行业务查询、命令控制等信息交互操作。其中，逆变器可以作为PLC通信主机，光伏组件控制器可以作为PLC通信从机。

在图2所示的光伏***中，逆变器与光伏单元之间以及相邻的光伏单元之间均是通过端子连接的，若端子出现松动或接触不良的现象，两个光伏单元间会发生断线故障。采用现有技术对故障点位置进行人工排查，排查工作量大、效率低，难以准确、高效地判断故障点的位置。

本申请实施例提供一种故障点位置的判断方法、装置及光伏***，用以在光伏***发生断线故障的情况下，准确、高效地判断故障点的位置。其中，方法和装置是基于同一发明构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

需要说明的是，本申请中所涉及的多个，是指两个或两个以上。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

参见图3，为本申请实施例提供的故障点位置的判断方法的流程示意图。该方法可应用于图2所示的光伏***中，该光伏***包含至少一个逆变器以及至少一个光伏单元；每个光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器。其中，该光伏组件控制器可以是用于对光伏单元的输出电压和输出电流进行调节的优化器，也可以是用于对光伏单元的输出进行打开或关闭操作的关断器。

参见图3，该方法包括如下步骤。

S301：逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号。

其中，第一测试信号用于至少一个光伏单元对第一测试信号进行测量，例如光伏单元可以测量第一测试信号的信号强度或者阻抗等。

本申请实施例中，逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号的含义可以是：逆变器发出第一测试信号后，串联的至少一个光伏单元均可以接收到第一测试信号。每个光伏单元在接收到第一测试信号后，均可对接收到的第一测试信号进行测量，得到第一测试信号的特征信息并上报给逆变器。具体地，可以由光伏单元中的光伏组件控制器对第一测试信号的进行测量。具体测量方式为现有技术，此处不再赘述。

可选地，第一测试信号可以是直流信号也可以是交流信号。以第一测试信号为交流信号为例，第一测试信号可以为PLC通信信号。第一测试信号可以是逆变器和光伏单元间进行PLC通信时的PLC通信频段的信号，也可以是PLC通信频段之外的信号。

示例性地，在光伏***中，光伏单元之间或者逆变器和光伏单元之间进行PLC通信时，通常采用75kHz～148.5kHz这一频段的信号，那么，第一测试信号的频率可以位于75kHz～148.5kHz之间，也可以是该频段范围之外的某一频率，例如可以是150kHz。

具体实现时，逆变器在发送第一测试信号时，逆变器可以在一段时间内持续发送预先定义的某个频点或某几个频点的测试信号(PLC通信信号)，每个光伏单元的光伏组件控制器中的PLC模块可以对接收到的第一测试信号进行测量。

S302：逆变器获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息。

其中，第一测试信号的特征信息包括但不限于第一测试信号的信号强度信息和第一测试信号的阻抗信息。

具体实现时，逆变器在执行S302获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的方式可以有多种，下面列举其中两种。

方式一

在方式一中，逆变器可以接收至少一个光伏单元发送的至少一个第一测试信号的特征信息。

也就是说，在方式一中，每个光伏单元均具备与逆变器进行通信的能力，且每个光伏单元在反馈第一测试信号的特征信息时，信号强度均可以保证逆变器可以接收到第一测试信号的特征信息。此时，由每个光伏单元向逆变器发送第一测试信号的特征信息即可。

方式二

在方式二中，逆变器接收至少一个第三光伏单元发送的至少一个第一测试信号的特征信息，至少一个第三光伏单元中的全部或部分光伏单元用于对至少一个第四光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行转发。

也就是说，在方式二中，虽然每个光伏单元均具备与逆变器进行通信的能力，但是第四光伏单元在发送第一测试信号的特征信息时，信号强度无法保证逆变器可以接收到第一测试信号的特征信息，因而第四光伏单元的反馈结果(即第四光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息)需经由至少一个第三光伏单元中的全部或部分光伏单元转发。即第四光伏单元将第一测试信号的特征信息发送给第三光伏单元，由第三光伏单元上报给逆变器。

此外，在方式二中，具体实现时，可以由一个第三光伏单元进行反馈结果的转发，也可以由多个第三光伏单元进行反馈结果的转发，具体由哪一个或几个第三光伏单元对哪一个或几个第四光伏单元的反馈结果进行转发可视具体情况而定，本申请实施例中对此不作具体限定。

S303：逆变器对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

具体地，逆变器在接收到至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后，可以对第一测试信号的特征信息的绝对值或者相对值进行排序，那么，S303中，逆变器根据至少一个确定光伏***中的故障点，具体可通过如下方式实现：逆变器确定第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最小(例如第一测试信号的信号强度信息的绝对值或相对值最小)，或者，逆变器确定第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最大(例如第一测试信号的阻抗信息的绝对值或相对值最大)；逆变器确定光伏***中的故障点位于第一光伏单元和第二光伏单元之间，第二光伏单元为与第一光伏单元相邻的光伏单元。

在光伏***中，光伏单元中的电池板存在对地分布电容，线缆间也存在对地分布电容。若某两个光伏单元间发生断线，正常的信号通路被切断，第一测试信号会通过电池板对地分布电容以及线缆间对地分布电容回流到参考地。由于距离断线点最近的光伏单元对地分布总电容最小，因而该光伏单元的交流阻抗最大，信号强度最弱。

示例性地，在确定第一光伏单元测量得到的第一测试信号的信号强度绝对值或相对值最小后，由于与第一光伏单元相邻的光伏单元有两个，那么还需判断这两个光伏单元中的哪一个光伏单元与第一光伏单元间发生断线故障。通常，若光伏组件控制器是在光伏单元的末端对第一测试信号的信号强度进行测量，那么逆变器可以确定与第一光伏单元的输出端连接的第二光伏单元与第一光伏单元间发生断线故障；若光伏组件控制器是在光伏单元的前端对信号强度进行测量，那么逆变器可以确定与第一光伏单元的输入端连接的第二光伏单元与第一光伏单元间发生断线故障。

这是因为，若在每个光伏单元的末端进行信号强度的测量，那么对于断线点之前的光伏单元来说，其末端之后不再有其他光伏单元，仅有一段短线缆，这段线缆形成的对地分布电容非常小、交流阻抗非常大，因而断线点之前的光伏单元应该是至少一个光伏单元中测量得到信号强度最弱的光伏单元。因此可以判断，与第一光伏单元(测量得到信号强度最弱的光伏单元)的输出端连接的第二光伏单元与第一光伏单元间发生断线故障。若在每个光伏单元的前端进行信号强度的测量，那么对于断线点之后的光伏单元来说，其前端之前不再有其他光伏单元，仅有一段短线缆，这段线缆形成的对地分布电容非常小、交流阻抗非常大，因而断线点之后的光伏单元应该是至少一个光伏单元中测量得到信号强度最弱的光伏单元。因此可以判断，与第一光伏单元(测量得到信号强度最弱的光伏单元)的输入端连接的第二光伏单元与第一光伏单元间发生断线故障。

示例性地，如图4所示，在光伏***中，光伏单元#4和光伏单元#5间发生断线故障，信号通路在光伏单元#4和光伏单元#5间断开，逆变器发送的第一测试信号流经逆变器→光伏单元#1…光伏单元#4的同时，还会顺次经由线缆间对地分布电容、光伏单元#1的对地分布电容、光伏单元#2的对地分布电容、光伏单元#3的对地分布电容、光伏单元#4的对地分布电容流回参考地。逆变器发送第一测试信号后，每个光伏单元中的光伏组件控制器在该光伏单元的末端对第一测试信号的信号强度进行测量。从图4中不难看出，由于光伏单元#4之后不再有其他光伏单元，因而光伏单元#4流经的电流最小，光伏单元#4测量的信号强度最弱。同理，在逆变器→光伏单元#16→光伏单元#15…光伏单元#5这一通路上，光伏单元#5流经的电流最小，光伏单元#5测量的信号强度最弱。在该示例中，每个光伏单元中的光伏组件控制器是在光伏单元的末端对信号强度进行测试，逆变器可以确定光伏单元#4测量得到的信号强度最弱，光伏单元#3和光伏单元#5的信号强度也较弱。那么，逆变器可以判断光伏单元#4以及与光伏单元#4的输出端连接的光伏单元#5间发生断线故障。

本申请实施例中，在逆变器执行S301向至少一个光伏单元发送第一测试信号之后，若逆变器确定未获取到至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；则逆变器可向至少一个光伏单元发送第二测试信号，第二测试信号的频率与第一测试信号的频率不同；逆变器获取至少一个光伏单元反馈的第二测试信号的特征信息；逆变器对至少一个第二测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

也就是说，若逆变器发送第一测试信号后，由于第一测试信号的信号强度较弱，至少一个光伏单元中的某一个或几个光伏单元难以测量得到第一测试信号的特征信息，或者多个光伏单元测量得到的第一测试信号的特征信息都很接近，以致逆变器难以对光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行辨别，则逆变器可以发送另一频点上的第二测试信号，以供光伏单元对第二测试信号的特征进行测量，然后，逆变器可以根据第二测试信号的特征信息绝对值或相对值排序确定光伏单元中的故障点。

示例性地，逆变器发送100kHz的第一测试信号后，若逆变器并未收到至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息，或者某些光伏单元测量得到的特征信息均较接近、逆变器难以对接收到的第一测试信号的特征信息进行辨别，则逆变器可以发送150kHz的第二测试信号，并根据第二测试信号的特征信息绝对值或相对值排序确定光伏***中的故障点。

此外，在执行上述方法确定光伏***中的故障点之前，需要先确定光伏***中发生断线故障，进而触发执行上述方法。在本申请实施例中，可以采用多种方式判断光伏***中发生断线故障，下面列举其中的三种方式。

方式一

在方式一中，逆变器确定至少一个光伏单元的电流信号和/或电压信号异常之后，逆变器可以确定光伏***发生断线故障，进而执行上述S301～S303所述的方法来判断发生断线故障的位置。

比如，若某个光伏单元的输出电流值变得异常小，则可以确定光伏***中发生断线故障。

方式二

在方式二中，逆变器确定光伏***中产生电弧之后，逆变器可以确定光伏***发生断线故障，进而执行上述S301～S303所述的方法来判断发生断线故障的位置。

具体实现时，***中可设置有电弧故障分断器(arc-fault circuit-interrupter，AFCI)，在光伏***中产生电弧时，AFCI可以识别电弧并在存在电弧时切断电源。逆变器可以通过AFCI切断电源的操作判断***中产生电弧，进而确定光伏***发生断线故障。

方式三

在方式三中，逆变器可以根据至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息确定光伏***中发生断线故障。

也就是说，为了判断光伏***中是否发生断线故障，逆变器可以发送第一测试信号，并根据至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息绝对值或相对值排序结果确定光伏***发生断线故障。在光伏***发生断线故障后，离断线点位置越近的光伏单元测量得到的特征信息绝对值或相对值越小(或越大)。若逆变器确定第一测试信号的特征信息呈现上述趋势，则可以确定光伏***中发生断线故障。

此外，在方式三中，逆变器还可预先保存光伏***正常工作状态下各个光伏单元接收到的第一测试信号的特征信息，以作为判断是否发生断线故障的参考依据，进而根据正常工作状态下各个光伏单元接收到的第一测试信号的特征信息与当前时刻各个光伏单元接收到的第一测试信号的特征信息进行对比，判断光伏***中是否发生断线故障。

需要说明的是，本申请实施例中，图3所示的方法也可以由光伏***中的某一光伏单元执行。

那么，本申请实施例提供的故障点位置的判断方法应用于光伏***，光伏***包括至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，该方法包括：至少一个光伏单元中的第五光伏单元向至少一个光伏单元中除第五光伏单元之外的至少一个其他光伏单元发送第一测试信号；第五光伏单元获取至少一个其他光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；第五光伏单元对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

其中，第一测试信号的特征信息包括以下一种或多种：第一测试信号的信号强度信息；第一测试信号的阻抗信息。

相应地，在该实现方式中，光伏组件控制器接收至少一个光伏单元中的第五光伏单元发送的第一测试信号；光伏组件控制器对第一测试信号进行测量，获取第一测试信号的特征信息；光伏组件控制器向第五光伏单元反馈第一测试信号的特征信息。

在图3所示的方法中，逆变器向至少一个光伏单元发送第一测试信号，以供至少一个光伏单元对第一测试信号进行测量。在光伏***发生断线故障的情况下，由至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息呈现与正常工作状态下不同的趋势，因而逆变器在获取到至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后，可以根据至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息绝对值或相对值排序确定光伏***中的故障点。采用图3所示方法，在光伏***发生断线故障的情况下，无需人工排查故障点的位置，可以准确、高效地判断故障点的位置。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种故障点位置的判断方法，该方法应用于光伏***，光伏***包括至少一个逆变器和至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及光伏组件控制器。参见图5，该方法包括如下步骤。

S501：光伏组件控制器接收逆变器发送的第一测试信号。

S502：光伏组件控制器对第一测试信号进行测量，获取第一测试信号的特征信息。

S503：光伏组件控制器向逆变器反馈第一测试信号的特征信息。

此外，光伏组件控制器还可用于执行图3提供的方法示例中由光伏单元所执行的其他操作，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种故障点位置的判断装置。该装置应用于光伏***，光伏***包括至少一个故障点位置的判断装置和至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器。参见图6，故障点位置的判断装置600包括：

发送单元601，用于向至少一个光伏单元发送第一测试信号。

接收单元602，用于获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息。

处理单元603，用于对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

其中，光伏组件控制器可以为优化器或关断器。第一测试信号的特征信息可以包括以下一种或多种：第一测试信号的信号强度信息；第一测试信号的阻抗信息。

具体地，第一测试信号可以为PLC通信信号。

可选地，处理单元603在根据排序结果确定光伏***中的故障点时，具体用于：确定第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最小，或者，确定第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最大；确定光伏***中的故障点位于第一光伏单元和第二光伏单元之间，第二光伏单元为与第一光伏单元相邻的光伏单元。

可选地，接收单元602在获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息时，具体用于：接收至少一个光伏单元发送的至少一个第一测试信号的特征信息；或者，接收至少一个第三光伏单元发送的至少一个第一测试信号的特征信息，至少一个第三光伏单元中的全部或部分光伏单元用于对至少一个第四光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行转发。

可选地，处理单元603还用于：在发送单元601向至少一个光伏单元发送第一测试信号之后，确定未获取到至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；发送单元601还用于：向至少一个光伏单元发送第二测试信号，第二测试信号的频率与第一测试信号的频率不同；接收单元602还用于：获取至少一个光伏单元反馈的第二测试信号的特征信息；处理单元603还用于：对至少一个第二测试信号的特征信息绝对值或相对值进行排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

在一种方式中，处理单元603还用于：在发送单元601向至少一个光伏单元发送第一测试信号之前，确定至少一个光伏单元的电流信号和/或电压信号异常；或者，确定光伏***中产生电弧。

在另一种处理方式中，处理单元603还用于：在接收单元602获取至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后，根据至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息确定光伏***中发生断线故障。

需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个终端设备(可以是个人计算机，手机，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例该方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请的各实施例中，逆变器可以采用集成的方式划分各个功能模块的形式来呈现。这里的“模块”可以指特定ASIC，电路，执行一个或多个软件或固件程序的处理器和存储器，集成逻辑电路，和/或其他可以提供上述功能的器件。

需要说明的是，图6所示的故障点位置的判断装置600可用于执行图3所示的方法，图6所示的装置600中未详尽介绍的实现方式和技术效果可参见图3所示的故障点位置的判断方法中的相关描述，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例一种故障点位置的判断装置，该装置应用于光伏***，光伏***包括至少一个逆变器和至少一个光伏单元；光伏单元包含至少一个光伏组件以及至少一个故障点位置的判断装置。参见图7，故障点位置的判断装置700包括：接收单元701，用于接收逆变器发送的第一测试信号；处理单元702，用于对第一测试信号进行测量，获取第一测试信号的特征信息；发送单元703，用于向逆变器反馈第一测试信号的特征信息。

需要说明的是，图7所示的故障点位置的判断装置700可用于执行图5所示的方法，图7所示的装置700中未详尽介绍的实现方式和技术效果可参见图5所示的故障点位置的判断方法中的相关描述，此处不再赘述。

在一个简单的实施例中，本领域的技术人员可以想到图6所示的故障点位置的判断装置600或者图7所示的故障点位置的判断装置700可采用图8所示的形式。

如图8所示的故障点位置的判断装置800，包括至少一个处理器801、存储器802，可选的，还可以包括通信接口803。

存储器802可以是易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以是非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)、或者存储器802是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器802可以是上述存储器的组合。

本申请实施例中不限定上述处理器801以及存储器802之间的具体连接介质。本申请实施例在图中以存储器802和处理器801之间通过总线804连接，总线804在图中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。该总线804可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器801可以具有数据收发功能，能够与其他设备(例如光伏单元或者逆变器)进行通信，在如图8装置中，也可以设置独立的数据收发模块，例如通信接口803，用于收发数据；处理器801在与其他设备(例如光伏单元或者逆变器)进行通信时，可以通过通信接口803进行数据传输。

当逆变器采用图8所示的形式时，图8中的处理器801可以通过调用存储器802中存储的计算机执行指令，使得所述逆变器可以执行上述任一方法实施例中提供的方法。

具体的，图6中的发送单元、接收单元和处理单元的功能/实现过程均可以通过图8中的处理器801调用存储器802中存储的计算机执行指令来实现。或者，图6中的处理单元的功能/实现过程可以通过图8中的处理器801调用存储器802中存储的计算机执行指令来实现，图6中的发送单元和接收单元的功能/实现过程可以通过图8中的通信接口803来实现。

具体的，图7中的发送单元、接收单元和处理单元的功能/实现过程均可以通过图8中的处理器801调用存储器802中存储的计算机执行指令来实现。或者，图7中的处理单元的功能/实现过程可以通过图8中的处理器801调用存储器802中存储的计算机执行指令来实现，图7中的发送单元和接收单元的功能/实现过程可以通过图8中的通信接口803来实现。

需要说明的是，图8所示的故障点位置的判断装置800可用于执行图3所示的方法，也可以视为与图6所示的故障点位置的判断装置600相同的设备，图8所示的装置800中未详尽介绍的实现方式和技术效果可参见图3所示的故障点位置的判断方法中的相关描述，此处不再赘述；图8所示的故障点位置的判断装置800也可用于执行图5所示的方法，也可以视为与图7所示的故障点位置的判断装置700相同的设备，图8所示的装置800中未详尽介绍的实现方式和技术效果可参见图5所示的故障点位置的判断方法中的相关描述，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种光伏***，参见图9，该光伏***至少一个逆变器(图9中以一个为例进行示意)和至少一个光伏单元，光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器。其中，逆变器用于向至少一个光伏单元发送第一测试信号；光伏单元用于向逆变器反馈第一测试信号的特征信息；逆变器还用于对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据排序结果确定光伏***中的故障点。

此外，图9所示的光伏***中，逆变器还可用于执行图3所示的故障点位置的判断方法中逆变器所执行的其他操作，光伏单元还可用于执行图5所示的故障点位置的判断方法中光伏组件控制器所执行的其他操作，此处不再赘述。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。

Claims (19)

1.一种故障点位置的判断方法，其特征在于，所述方法应用于光伏***，所述光伏***包括至少一个逆变器和至少一个光伏单元；所述光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，所述方法包括：

所述逆变器向所述至少一个光伏单元发送第一测试信号；

所述逆变器获取所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息，所述至少一个第一测试信号的特征信息由所述至少一个光伏单元分别对所述第一测试信号进行测量后得到；

所述逆变器对所述至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据所述排序结果确定所述光伏***中的故障点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一测试信号的特征信息包括以下一种或多种：

所述第一测试信号的信号强度信息；

所述第一测试信号的阻抗信息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述逆变器根据所述排序结果确定所述光伏***中的故障点，包括：

所述逆变器确定第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最小；或者，所述逆变器确定所述第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最大；

所述逆变器确定所述光伏***中的故障点位于所述第一光伏单元和第二光伏单元之间，所述第二光伏单元为与所述第一光伏单元相邻的光伏单元。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述逆变器获取所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息，包括：

所述逆变器接收所述至少一个光伏单元发送的所述至少一个第一测试信号的特征信息；或者，

所述逆变器接收至少一个第三光伏单元发送的所述至少一个第一测试信号的特征信息，所述至少一个第三光伏单元中的全部或部分光伏单元用于对至少一个第四光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行转发。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述逆变器向所述至少一个光伏单元发送第一测试信号之后，还包括：

所述逆变器确定未获取到所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；

所述逆变器向所述至少一个光伏单元发送第二测试信号，所述第二测试信号的频率与所述第一测试信号的频率不同；

所述逆变器获取所述至少一个光伏单元反馈的第二测试信号的特征信息；

所述逆变器对至少一个第二测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据所述排序结果确定所述光伏***中的故障点。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述逆变器向所述至少一个光伏单元发送第一测试信号之前，还包括：

所述逆变器确定所述至少一个光伏单元的电流信号和/或电压信号异常；或者，

所述逆变器确定所述光伏***中产生电弧。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述逆变器获取所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后，还包括：

所述逆变器根据所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息确定所述光伏***中发生断线故障。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一测试信号为电力线通信PLC通信信号。

9.一种故障点位置的判断方法，其特征在于，所述方法应用于光伏***，所述光伏***包括至少一个光伏单元；所述光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，所述方法包括：

所述至少一个光伏单元中的第五光伏单元向所述至少一个光伏单元中除所述第五光伏单元之外的至少一个其他光伏单元发送第一测试信号；

所述第五光伏单元获取所述至少一个其他光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息，所述至少一个第一测试信号的特征信息由所述至少一个其他光伏单元分别对所述第一测试信号进行测量后得到；

所述第五光伏单元对所述至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据所述排序结果确定所述光伏***中的故障点。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一测试信号的特征信息包括以下一种或多种：

所述第一测试信号的信号强度信息；

所述第一测试信号的阻抗信息。

11.一种故障点位置的判断装置，其特征在于，所述装置应用于光伏***，所述光伏***包括至少一个所述装置和至少一个光伏单元；所述光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器，所述装置包括：

发送单元，用于向所至少一个光伏单元发送第一测试信号；

接收单元，用于获取所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息，所述至少一个第一测试信号的特征信息由所述至少一个光伏单元分别对所述第一测试信号进行测量后得到；

处理单元，用于对所述至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据所述排序结果确定所述光伏***中的故障点。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一测试信号的特征信息包括以下一种或多种：

所述第一测试信号的信号强度信息；

所述第一测试信号的阻抗信息。

13.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述处理单元在根据所述排序结果确定所述光伏***中的故障点时，具体用于：

确定第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最小；或者，确定所述第一光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息的绝对值或相对值最大；

确定所述光伏***中的故障点位于所述第一光伏单元和第二光伏单元之间，所述第二光伏单元为与所述第一光伏单元相邻的光伏单元。

14.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述接收单元在获取所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息时，具体用于：

接收所述至少一个光伏单元发送的所述至少一个第一测试信号的特征信息；或者，

接收所述至少一个第三光伏单元发送的所述至少一个第一测试信号的特征信息，所述至少一个第三光伏单元中的全部或部分光伏单元用于对至少一个第四光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息进行转发。

15.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

在所述发送单元向所述至少一个光伏单元发送第一测试信号之后，确定未获取到所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息；

所述发送单元还用于：向所述至少一个光伏单元发送第二测试信号，所述第二测试信号的频率与所述第一测试信号的频率不同；

所述接收单元还用于：获取所述至少一个光伏单元反馈的所述第二测试信号的特征信息；

所述处理单元还用于：对至少一个第二测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据所述排序结果确定所述光伏***中的故障点。

16.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

在所述发送单元向所述至少一个光伏单元发送第一测试信号之前，确定所述至少一个光伏单元的电流信号和/或电压信号异常；或者，确定所述光伏***中产生电弧。

17.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

在所述接收单元获取所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息之后，根据所述至少一个光伏单元反馈的第一测试信号的特征信息确定所述光伏***中发生断线故障。

18.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述第一测试信号为电力线通信PLC通信信号。

19.一种光伏***，其特征在于，包括：至少一个逆变器和至少一个光伏单元，所述光伏单元包含至少一个光伏组件以及一个光伏组件控制器；

所述逆变器，用于向所述至少一个光伏单元发送第一测试信号；

所述至少一个光伏单元，用于对所述第一测试信号进行测量，得到所述第一测试信号的特征信息，以及向所述逆变器反馈所述第一测试信号的特征信息；

所述逆变器，还用于对至少一个第一测试信号的特征信息进行绝对值或相对值排序，根据所述排序结果确定所述光伏***中的故障点。

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