JP2002152977A - 自家発電システム - Google Patents
自家発電システムInfo
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- JP2002152977A JP2002152977A JP2000339821A JP2000339821A JP2002152977A JP 2002152977 A JP2002152977 A JP 2002152977A JP 2000339821 A JP2000339821 A JP 2000339821A JP 2000339821 A JP2000339821 A JP 2000339821A JP 2002152977 A JP2002152977 A JP 2002152977A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自家発電設備の定格能力を活かし、効率のよ
い運転を行うことができる自家発電システムを提供する
ことである。 【解決手段】 商用電源２と、商用電源２からの電力が
供給される負荷６と、商用電源２の商用系統と連系運転
することができる自家発電機７と、商用系統と自家発電
機７との間に設けられたインバータユニット８とを備
え、インバータユニット８は、保護リレーを有するイン
バータ回路を有し、自家発電機７を商用系統に連系させ
て運転する際には、自家発電機７と商用系統との間にイ
ンバータ回路を挿入し、自家発電機７を自立運転する際
には、インバータ回路を介さずに、自家発電機７から負
荷６に対して直接に電力供給することを特徴とする。
い運転を行うことができる自家発電システムを提供する
ことである。 【解決手段】 商用電源２と、商用電源２からの電力が
供給される負荷６と、商用電源２の商用系統と連系運転
することができる自家発電機７と、商用系統と自家発電
機７との間に設けられたインバータユニット８とを備
え、インバータユニット８は、保護リレーを有するイン
バータ回路を有し、自家発電機７を商用系統に連系させ
て運転する際には、自家発電機７と商用系統との間にイ
ンバータ回路を挿入し、自家発電機７を自立運転する際
には、インバータ回路を介さずに、自家発電機７から負
荷６に対して直接に電力供給することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用系統と自家発
電設備とを連系運転する自家発電システムに関する。
電設備とを連系運転する自家発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電力需要家は、電力会社から
の電力すなわち商用系統の電力を受電する受電設備を設
け、この受電設備によって得た電力を自家設備の負荷に
供給し、自家設備の負荷の駆動、運用を行っていた。
の電力すなわち商用系統の電力を受電する受電設備を設
け、この受電設備によって得た電力を自家設備の負荷に
供給し、自家設備の負荷の駆動、運用を行っていた。
【０００３】最近では、需要家自身が自家発電設備を用
意し、この発電設備を商用系統に連系することによっ
て、自家設備の負荷による消費電力の一部をまかなうよ
うにした自家発電システムが利用され始めている。
意し、この発電設備を商用系統に連系することによっ
て、自家設備の負荷による消費電力の一部をまかなうよ
うにした自家発電システムが利用され始めている。
【０００４】自家発電設備としては、たとえば、マイク
ロガスタービンを用いて、ガスタービン本体に直結され
た高速発電機から得られる高周波数の電力を、内蔵する
インバータによって商用系統と同じ電圧、周波数に変換
し、商用系統と連系運転するマイクロガスタービン発電
設備や、レシプロエンジンを備えた同期発電機から得ら
れる電力を商用系統と連系するよう運転する発電設備等
が知られている。
ロガスタービンを用いて、ガスタービン本体に直結され
た高速発電機から得られる高周波数の電力を、内蔵する
インバータによって商用系統と同じ電圧、周波数に変換
し、商用系統と連系運転するマイクロガスタービン発電
設備や、レシプロエンジンを備えた同期発電機から得ら
れる電力を商用系統と連系するよう運転する発電設備等
が知られている。
【０００５】このように、商用系統と、自家発電設備に
よる自家発電系統とを連系して運用することによって、
電力会社から購入する電力を減らし、コストを削減する
効果が得られる。
よる自家発電系統とを連系して運用することによって、
電力会社から購入する電力を減らし、コストを削減する
効果が得られる。
【０００６】ところで、上述のように、商用系統と自家
発電系統とを連系して運用する場合には、設備の保護等
のため、電力会社からの電力を受電する受電点にいくつ
かの保護リレーを設置することが、系統連系ガイドライ
ンにおいて定められている。
発電系統とを連系して運用する場合には、設備の保護等
のため、電力会社からの電力を受電する受電点にいくつ
かの保護リレーを設置することが、系統連系ガイドライ
ンにおいて定められている。
【０００７】このため、商用系統のみで構成された既存
の自家設備を変更し、自家発電設備を新たに設けて連系
運用をしようとした場合、電力会社からの受電点に新た
に保護リレーを設ける必要が生じる。この保護リレーの
設置のためには既存の設備の工事が必要となり、この工
事のための費用、負担が大きく、自家発電設備の普及を
阻害する原因の一つとなっていた。
の自家設備を変更し、自家発電設備を新たに設けて連系
運用をしようとした場合、電力会社からの受電点に新た
に保護リレーを設ける必要が生じる。この保護リレーの
設置のためには既存の設備の工事が必要となり、この工
事のための費用、負担が大きく、自家発電設備の普及を
阻害する原因の一つとなっていた。
【０００８】これにかんがみ、最近では、上記系統連系
ガイドラインの内容を見直す規制緩和の動きがあり、た
とえば、従来、受電点に設けなければならなかった保護
リレーを、既存の自家設備と新たに設ける自家発電設備
との接続点すなわち発電点に設けることによる代替を許
可する案について検討がされている。
ガイドラインの内容を見直す規制緩和の動きがあり、た
とえば、従来、受電点に設けなければならなかった保護
リレーを、既存の自家設備と新たに設ける自家発電設備
との接続点すなわち発電点に設けることによる代替を許
可する案について検討がされている。
【０００９】この規制緩和が実現すれば、既設の受電点
における工事が不要となるため、導入費用が大幅に低下
し、自家発電設備の普及拡大に対する大きな効果が期待
される。
における工事が不要となるため、導入費用が大幅に低下
し、自家発電設備の普及拡大に対する大きな効果が期待
される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の自家発電システ
ムは、上述のような規制の下で提供される必要があった
ため、規制緩和がされた場合のシステム構成については
検討されていないのが現状であった。
ムは、上述のような規制の下で提供される必要があった
ため、規制緩和がされた場合のシステム構成については
検討されていないのが現状であった。
【００１１】ところで、上述のような自家発電設備は、
その稼動率向上のため、通常は商用系統と連系運転され
るが、商用電力の停電時などのように商用系統と連系せ
ずに自家発電設備からの単独給電で負荷に電気を供給す
るいわゆる自立運転の機能も備えておく必要がある。
その稼動率向上のため、通常は商用系統と連系運転され
るが、商用電力の停電時などのように商用系統と連系せ
ずに自家発電設備からの単独給電で負荷に電気を供給す
るいわゆる自立運転の機能も備えておく必要がある。
【００１２】このため、上述のような規制緩和がされた
場合の自家発電システムとしては、自家発電設備の自立
運転についても考慮され、その際においても運転効率を
劣化させず、最適な運転が可能であることが望まれる。
場合の自家発電システムとしては、自家発電設備の自立
運転についても考慮され、その際においても運転効率を
劣化させず、最適な運転が可能であることが望まれる。
【００１３】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、自家発電設備の定格能力を活かし、効率のよい運
転を行うことができる自家発電システムを提供すること
を目的とする。
ので、自家発電設備の定格能力を活かし、効率のよい運
転を行うことができる自家発電システムを提供すること
を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、商用電源と、該商用電源からの電力が供
給される負荷と、前記商用電源の商用系統と連系運転す
ることができる自家発電機と、前記商用系統と前記自家
発電機との間に設けられたインバータユニットとを備
え、前記インバータユニットは、保護リレーを有するイ
ンバータ回路を有し、前記自家発電機を前記商用系統に
連系させて運転する際には、前記自家発電機と前記商用
系統との間に前記インバータ回路を挿入し、前記自家発
電機を自立運転する際には、前記インバータ回路を介さ
ずに、前記自家発電機から前記負荷に対して直接に電力
供給することを特徴とする。
成するために、商用電源と、該商用電源からの電力が供
給される負荷と、前記商用電源の商用系統と連系運転す
ることができる自家発電機と、前記商用系統と前記自家
発電機との間に設けられたインバータユニットとを備
え、前記インバータユニットは、保護リレーを有するイ
ンバータ回路を有し、前記自家発電機を前記商用系統に
連系させて運転する際には、前記自家発電機と前記商用
系統との間に前記インバータ回路を挿入し、前記自家発
電機を自立運転する際には、前記インバータ回路を介さ
ずに、前記自家発電機から前記負荷に対して直接に電力
供給することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１６】図１は、本発明による自家発電システムの
一実施の形態の構成を示す概略図である。
一実施の形態の構成を示す概略図である。
【００１７】図１を参照すると、本実施の形態の自家発
電システム１は、商用電源２からの電力を遮断器３を介
して受電して構成される。この電力は負荷４に供給され
るとともに、遮断器５を介して負荷６や後述する補機９
に供給される。ここで、負荷４や負荷６は需要家の自家
設備の負荷である。
電システム１は、商用電源２からの電力を遮断器３を介
して受電して構成される。この電力は負荷４に供給され
るとともに、遮断器５を介して負荷６や後述する補機９
に供給される。ここで、負荷４や負荷６は需要家の自家
設備の負荷である。
【００１８】自家発電システム１は、さらに自家発電機
７を有し、自家発電機７が発電した電力はインバータユ
ニット８を介して、商用系統に連系される。補機９は、
この自家発電機７の動作の補助に必要な負荷であり、た
とえば、自家発電機７の動力源のエンジンの潤滑用オイ
ルを循環させるポンプや、冷却水を循環させるポンプ
や、換気用排気ファン等が相当する。
７を有し、自家発電機７が発電した電力はインバータユ
ニット８を介して、商用系統に連系される。補機９は、
この自家発電機７の動作の補助に必要な負荷であり、た
とえば、自家発電機７の動力源のエンジンの潤滑用オイ
ルを循環させるポンプや、冷却水を循環させるポンプ
や、換気用排気ファン等が相当する。
【００１９】なお、自家発電機７によって自立運転を行
う際には、遮断器５を開状態にすることによって、需要
家のすべての負荷に対して電力供給をするわけではな
く、重要な負荷である負荷６や補機９に対してのみ電力
供給を行うようにすることができる。
う際には、遮断器５を開状態にすることによって、需要
家のすべての負荷に対して電力供給をするわけではな
く、重要な負荷である負荷６や補機９に対してのみ電力
供給を行うようにすることができる。
【００２０】本実施の形態では、自家発電機７として、
負荷に対して直接に電力供給することができる発電機を
対象としており、たとえば、商用系統の電圧、周波数と
同じ出力を発生させることができる同期発電機を用い
る。このような発電機の一例としては、レシプロエンジ
ン発電機が挙げられる。
負荷に対して直接に電力供給することができる発電機を
対象としており、たとえば、商用系統の電圧、周波数と
同じ出力を発生させることができる同期発電機を用い
る。このような発電機の一例としては、レシプロエンジ
ン発電機が挙げられる。
【００２１】次に、図１に示したインバータユニット８
について、図２を参照して説明する。
について、図２を参照して説明する。
【００２２】図２は、図１に示したインバータユニット
８の内部構成を示すブロック図である。
８の内部構成を示すブロック図である。
【００２３】図２に示すように、インバータユニット８
は、インバータ回路１０と、経路を切替えるためのスイ
ッチ１１および１２とを有して構成される。インバータ
回路１０は、自家発電機７からの電圧を受け、整流器に
よって直流電圧に変換した後、所望の電圧、周波数の交
流電圧に変えて出力するインバータ機能を有するととも
に、商用系統と連系運転する際に必要な保護リレーを内
部に備えている。スイッチ１１および１２としては、遮
断器やコンタクタなど、どのようなスイッチを用いても
よい。
は、インバータ回路１０と、経路を切替えるためのスイ
ッチ１１および１２とを有して構成される。インバータ
回路１０は、自家発電機７からの電圧を受け、整流器に
よって直流電圧に変換した後、所望の電圧、周波数の交
流電圧に変えて出力するインバータ機能を有するととも
に、商用系統と連系運転する際に必要な保護リレーを内
部に備えている。スイッチ１１および１２としては、遮
断器やコンタクタなど、どのようなスイッチを用いても
よい。
【００２４】上記従来の技術の欄で述べたように、従来
は、商用系統と連系運転する際には商用電源２の受電点
（図１に示した遮断器３の付近）に保護リレーを設ける
必要があった。本実施の形態では、上記規制緩和に対応
し、この保護リレーを、自家発電機７と商用系統との間
に挿入されたインバータ回路１０に設けるようにした。
この点について、図１および図３を参照してさらに説明
する。
は、商用系統と連系運転する際には商用電源２の受電点
（図１に示した遮断器３の付近）に保護リレーを設ける
必要があった。本実施の形態では、上記規制緩和に対応
し、この保護リレーを、自家発電機７と商用系統との間
に挿入されたインバータ回路１０に設けるようにした。
この点について、図１および図３を参照してさらに説明
する。
【００２５】図３は、自家発電設備を設けずに商用系統
のみで構成されたシステムの構成を示す概略図である。
図３において、図１と同じ構成要素には同じ参照番号を
付し、詳しい説明を省略する。
のみで構成されたシステムの構成を示す概略図である。
図３において、図１と同じ構成要素には同じ参照番号を
付し、詳しい説明を省略する。
【００２６】図３に示すように自家設備が既設された需
要家において、自家発電設備を導入しようとした場合、
従来は受電点に保護リレーを新たに設ける必要があり、
既存の受電設備に工事が必要であった。
要家において、自家発電設備を導入しようとした場合、
従来は受電点に保護リレーを新たに設ける必要があり、
既存の受電設備に工事が必要であった。
【００２７】これに対して、本実施の形態では、図１と
図３とを比較して分かるように、既存の受電設備の工事
は一切不要となり、新しい構成を追加するだけでよく、
工事費用の大幅な削減を行うことができる。
図３とを比較して分かるように、既存の受電設備の工事
は一切不要となり、新しい構成を追加するだけでよく、
工事費用の大幅な削減を行うことができる。
【００２８】なお、このような保護リレーの一例として
は、地絡過電圧リレー（ＯＶＧＲ）、不足電圧リレー
（ＵＶＲ）、過電圧リレー（ＯＶＲ）、不足周波数リレ
ー（ＵＦＲ）、過周波数リレー（ＯＦＲ）、単独運転検
出装置等が挙げられる。また、自家発電機が同期発電機
であってこれを商用系統に直接接続して連系運転する場
合には、短絡方向リレー（ＤＳＲ）を設ける必要がある
が、本実施の形態のように、自家発電機をインバータを
介して商用系統に連系する場合には、短絡方向リレー
（ＤＳＲ）は不要となる。
は、地絡過電圧リレー（ＯＶＧＲ）、不足電圧リレー
（ＵＶＲ）、過電圧リレー（ＯＶＲ）、不足周波数リレ
ー（ＵＦＲ）、過周波数リレー（ＯＦＲ）、単独運転検
出装置等が挙げられる。また、自家発電機が同期発電機
であってこれを商用系統に直接接続して連系運転する場
合には、短絡方向リレー（ＤＳＲ）を設ける必要がある
が、本実施の形態のように、自家発電機をインバータを
介して商用系統に連系する場合には、短絡方向リレー
（ＤＳＲ）は不要となる。
【００２９】次に、本実施の形態の動作について、図１
および図２を参照して説明する。
および図２を参照して説明する。
【００３０】まず、自家発電機７を商用系統と連系運転
する際には、図１に示した遮断器５および図２に示した
スイッチ１１を閉状態にし、図２に示したスイッチ１２
を開状態にする。この場合、自家発電機７と商用系統と
は、インバータ回路１０に内蔵された保護リレーを介し
て接続されることになるので、系統連系ガイドラインに
定められた条件を満たすことができる。
する際には、図１に示した遮断器５および図２に示した
スイッチ１１を閉状態にし、図２に示したスイッチ１２
を開状態にする。この場合、自家発電機７と商用系統と
は、インバータ回路１０に内蔵された保護リレーを介し
て接続されることになるので、系統連系ガイドラインに
定められた条件を満たすことができる。
【００３１】次に、自家発電機７によって自立運転を行
う際には、遮断器５およびスイッチ１１を開状態にし、
スイッチ１２を閉状態にする。遮断器５とスイッチ１２
とはインターロックの関係にあって、すなわち、遮断器
５が閉状態のときにはスイッチ１２が閉状態になること
がないように構成してある。従って、自家発電機７と商
用系統とは、インバータ回路１０に内蔵された保護リレ
ーを介さずに接続される状態は発生せず、どのような場
合においても系統連系ガイドラインに定められた条件を
満たすことができる。
う際には、遮断器５およびスイッチ１１を開状態にし、
スイッチ１２を閉状態にする。遮断器５とスイッチ１２
とはインターロックの関係にあって、すなわち、遮断器
５が閉状態のときにはスイッチ１２が閉状態になること
がないように構成してある。従って、自家発電機７と商
用系統とは、インバータ回路１０に内蔵された保護リレ
ーを介さずに接続される状態は発生せず、どのような場
合においても系統連系ガイドラインに定められた条件を
満たすことができる。
【００３２】一方、自家発電機７による自立運転の際に
は、図１に示した負荷６や補機９に対して、インバータ
回路１０を介さずに直接自家発電機７から電力供給を行
うことができる。インバータ回路１０が有するインバー
タ機能を介すると、数パーセントのパワーロスや負荷投
入率の低下が生じてしまう。本実施の形態では、自立運
転時には、インバータ回路１０を介さずに直接自家発電
機７から電力供給を行うようにしている。これによっ
て、自立運転時にはインバータ回路１０によるパワーロ
スや負荷投入率の低下が生じないで済むという効果があ
る。
は、図１に示した負荷６や補機９に対して、インバータ
回路１０を介さずに直接自家発電機７から電力供給を行
うことができる。インバータ回路１０が有するインバー
タ機能を介すると、数パーセントのパワーロスや負荷投
入率の低下が生じてしまう。本実施の形態では、自立運
転時には、インバータ回路１０を介さずに直接自家発電
機７から電力供給を行うようにしている。これによっ
て、自立運転時にはインバータ回路１０によるパワーロ
スや負荷投入率の低下が生じないで済むという効果があ
る。
【００３３】また、連系運転時および自立運転時のいず
れでもインバータ回路１０が有するインバータ機能を介
するような場合には、連系運転時と自立運転時とでイン
バータ機能に多少の違いがあり、ソフトウェア等をそれ
ぞれの場合ごとに設計、製造する必要があり、製造コス
トの上昇を招いてしまう。これに対して、本実施の形態
では、連系運転時にはインバータ回路１０を介するよう
にし、自立運転時にはインバータ回路１０を介さないよ
うにしているため、連系運転時に対応した機能のみを設
計、製造すればよいという効果がある。
れでもインバータ回路１０が有するインバータ機能を介
するような場合には、連系運転時と自立運転時とでイン
バータ機能に多少の違いがあり、ソフトウェア等をそれ
ぞれの場合ごとに設計、製造する必要があり、製造コス
トの上昇を招いてしまう。これに対して、本実施の形態
では、連系運転時にはインバータ回路１０を介するよう
にし、自立運転時にはインバータ回路１０を介さないよ
うにしているため、連系運転時に対応した機能のみを設
計、製造すればよいという効果がある。
【００３４】なお、スイッチ１１および１２それぞれの
切替えは、自動的に行われるようにしてもよいし、手動
で行うようにしてもよい。
切替えは、自動的に行われるようにしてもよいし、手動
で行うようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自家発電設備の定格能力を活かし、効率のよい運転を行
うことができる自家発電システムを提供することができ
る。
自家発電設備の定格能力を活かし、効率のよい運転を行
うことができる自家発電システムを提供することができ
る。
【図１】本発明による自家発電システムの一実施の形態
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示したインバータユニットの内部構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】自家発電設備を設けずに商用系統のみで構成さ
れたシステムの構成を示す概略図である。
れたシステムの構成を示す概略図である。
１ 自家発電システム ２ 商用電源 ３ 遮断器 ４ 負荷 ５ 遮断器 ６ 負荷 ７ 自家発電機 ８ インバータユニット ９ 補機 １０ インバータ回路 １１ スイッチ １２ スイッチ
フロントページの続き (72)発明者 豊田 光雄 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 竹内 晃 京都府宇治市槙島町十六19−１ 京都電機 器株式会社内 (72)発明者 小西 均 京都府宇治市槙島町十六19−１ 京都電機 器株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 HA06 HA10 HB04 5H007 AA00 BB07 FA00 FA01 FA02
Claims (4)
- 【請求項１】 自家設備の負荷に電力を供給する商用電
力系統と、該商用電力系統の電力と自家発電機からの電
力とを連系運転することができる自家発電系統と、を含
む自家発電システムにおいて、前記自家発電機からの電
力が保護リレーを有するインバータ回路を介して商用電
力系統に連系したことを特徴とする自家発電システム。 - 【請求項２】 自家設備の負荷に電力を供給する商用電
力系統と、該商用電力系統の電力と自家発電機からの電
力とを連系運転することができる自家発電系統と、を含
む自家発電システムにおいて、前記自家発電機を前記商
用電力系統に連系させて運転する際には、前記自家発電
機と前記商用電力系統との間にインバータ回路を電気的
に接続し、前記自家発電機を自立運転する際には、前記
インバータ回路を介さずに、前記自家発電機から前記負
荷に電力供給することを特徴とする自家発電システム。 - 【請求項３】 商用電力系統に自家発電機を連系させて
運用する自家発電設備の運用方法において、 前記自家発電機を前記商用電力系統に連系させて運転す
る際には、前記自家発電機と前記商用電力系統との間に
保護リレーを有するインバータ回路が電気的に接続され
るようにし、 前記自家発電機を自立運転する際には、前記インバータ
回路を介さずに、前記自家発電機から負荷に電力供給す
るようにしたことを特徴とする自家発電設備の運用方
法。 - 【請求項４】 商用電力系統と自家発電機との間に設け
られるインバータユニットであって、 保護リレーを有するインバータ回路を備え、前記自家発
電機を前記商用電力系統に連系させて運転する際には、
前記自家発電機と前記商用電力系統との間に前記インバ
ータ回路を挿入し、前記自家発電機を自立運転する際に
は、前記インバータ回路を介さずに、前記自家発電機か
ら負荷に電力供給することを特徴とするインバータユニ
ット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339821A JP2002152977A (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 自家発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339821A JP2002152977A (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 自家発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002152977A true JP2002152977A (ja) | 2002-05-24 |
| JP2002152977A5 JP2002152977A5 (ja) | 2005-03-03 |
Family
ID=18814836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000339821A Pending JP2002152977A (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 自家発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002152977A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223559A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Osaka Gas Co Ltd | 熱電併給システム |
| JP2020171126A (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-15 | 大阪瓦斯株式会社 | 発電システム、及びその負荷投入方法 |
-
2000
- 2000-11-08 JP JP2000339821A patent/JP2002152977A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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