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文檔簡介
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電場功率控制系統(tǒng)調(diào)度功能技術(shù)要求發(fā)布Ⅰ目次前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14總體要求 25系統(tǒng)調(diào)度功能 36調(diào)度功能測試 57性能指標(biāo) 5附錄A(資料性)功率控制系統(tǒng)控制鏈路 7附錄B(資料性)基本采集信息表 8附錄C(資料性)風(fēng)電場參與電網(wǎng)一次調(diào)頻下垂曲線示例 12附錄D(資料性)風(fēng)電場有功功率、無功功率、電壓及一次調(diào)頻控制的性能指標(biāo)計(jì)算方法 13參考文獻(xiàn) 17Ⅲ前言起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國電網(wǎng)運(yùn)行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC446)歸口。本文件起草單位:中國電力科學(xué)研究院有限公司、國家電網(wǎng)有限公司國家電力調(diào)度控制中心、國網(wǎng)吉林省電力有限公司、中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心、國網(wǎng)冀北電力有限公司、國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司、內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司。1風(fēng)電場功率控制系統(tǒng)調(diào)度功能技術(shù)要求本文件規(guī)定了風(fēng)電場功率控制系統(tǒng)(以下簡稱“系統(tǒng)”)調(diào)度功能的基本要求、配置及通信信息、主要功能、測試及性能指標(biāo)要求。本文件適用于通過35kV及以上電壓等級并網(wǎng)的新建或擴(kuò)建風(fēng)電場,可用于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)及入網(wǎng)功能選型等。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范第1部分:MGB/T19963風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T36050電力系統(tǒng)時(shí)間同步基本規(guī)定GB/T36572電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)導(dǎo)則DLT動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)第5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議集的IEC60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制指令(或預(yù)置目標(biāo)指令)及風(fēng)電機(jī)組出力特性,合理分配風(fēng)電機(jī)組有功功率,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場有功功率自動(dòng)閉環(huán)控制,使風(fēng)電場有功出力滿足電網(wǎng)控制要求。風(fēng)電場一次調(diào)頻控制當(dāng)電力系統(tǒng)頻率偏離規(guī)定的調(diào)頻死區(qū)時(shí),風(fēng)電場快速自動(dòng)調(diào)節(jié)有功功率,以響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化,維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的控制功能。風(fēng)電場功率控制系統(tǒng)通過對風(fēng)電機(jī)組和無功補(bǔ)償裝置的直接控制,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制、一次調(diào)頻控制和無功電壓控制等功能的系統(tǒng)。24總體要求4.1.1系統(tǒng)應(yīng)跟蹤執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度指令,或響應(yīng)電網(wǎng)頻率及電壓變化,通過對風(fēng)電機(jī)組及無功補(bǔ)償設(shè)備的直接控制,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場有功功率、無功功率的調(diào)節(jié),支撐電網(wǎng)頻率及電壓。GBT的功率控制要求,控制鏈路圖見附錄A。4.1.4系統(tǒng)應(yīng)使用自主可控的硬件設(shè)備和經(jīng)過安全加固的操作系統(tǒng),安全防護(hù)應(yīng)符合GB/T36572的要求。控制。對于采用海上升壓站、陸上集控站形式并網(wǎng)的海上風(fēng)電場,此處采集信號指集控站出線側(cè)電壓、電流。4.3.1系統(tǒng)軟件應(yīng)基于模塊化設(shè)計(jì),各功能模塊可獨(dú)立投入或退出,控制模式(控制策略)可根據(jù)調(diào)度主站、風(fēng)電場運(yùn)行要求進(jìn)行切換。能與調(diào)度主站進(jìn)行通信,實(shí)時(shí)接收控制目標(biāo)值并上傳控制目標(biāo)返回值,具體通信信息見要求。4.4.4系統(tǒng)應(yīng)能與風(fēng)電場升壓站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信,實(shí)時(shí)采集風(fēng)電場運(yùn)行信息,向風(fēng)電場升壓站監(jiān)控4.4.5對于采用海上升壓站、陸上集控站形式并網(wǎng)的海上風(fēng)電場,此處系統(tǒng)應(yīng)與集控站監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行35系統(tǒng)調(diào)度功能5.1.1系統(tǒng)的有功功率控制模式分為功率非受限模式和功率受限模式。5.1.2在功率非受限模式下,系統(tǒng)應(yīng)能控制風(fēng)電場有功功率變化并符合GB/T19963的有功功率變化要求。5.1.3在功率受限模式下,風(fēng)電場可發(fā)功率滿足要求時(shí),系統(tǒng)應(yīng)將有功出力調(diào)整至預(yù)先設(shè)定值或調(diào)度主站下達(dá)的目標(biāo)值;風(fēng)電場有功功率控制響應(yīng)時(shí)間及控制精度應(yīng)滿足電網(wǎng)運(yùn)行要求。5.1.4系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)接收到的風(fēng)電場有功目標(biāo)值與當(dāng)前出力情況,按照設(shè)定的分配策略合理進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組有功功率分配。分配策略宜考慮等容量、等比例、等裕度等。標(biāo);在就地控制方式下,按照預(yù)先給定的模式及控制目標(biāo)進(jìn)行控制。c)風(fēng)電機(jī)組有功功率最大調(diào)節(jié)速率、最小調(diào)節(jié)周期;e)風(fēng)電場的調(diào)頻備用容量。功能。5.1.8在電力系統(tǒng)事故或緊急情況需要快速降低風(fēng)電場有功出力時(shí),系統(tǒng)應(yīng)配合安全自動(dòng)裝置快速切除風(fēng)電場或場內(nèi)部分集電線路。減少頻率偏差;當(dāng)電網(wǎng)頻率恢復(fù)至一次調(diào)頻動(dòng)作死區(qū)范圍內(nèi)時(shí),自動(dòng)退出當(dāng)前一次調(diào)頻過程。%額定有功功率時(shí),一次調(diào)頻控制應(yīng)能實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場有功功率的連續(xù)平滑調(diào)節(jié),并滿足以下要求:a)當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時(shí),系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)一次調(diào)頻下垂曲線快速增加有功功率,增加至目標(biāo)值或當(dāng)前最大有功功率;b)當(dāng)電網(wǎng)頻率上升時(shí),系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)一次調(diào)頻下垂曲線快速減小有功功率,減小至目標(biāo)值或最小有功功率。風(fēng)電場一次調(diào)頻下垂曲線示例見附錄C。5.2.4系統(tǒng)一次調(diào)頻應(yīng)與本風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)相協(xié)調(diào),應(yīng)至少滿足如下條件:a)系統(tǒng)有功功率的控制目標(biāo)值應(yīng)為本風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)指令值與風(fēng)電場一次調(diào)頻功率目標(biāo)值的代數(shù)和;bHzHz際情況確定),系統(tǒng)應(yīng)閉鎖本風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)反向調(diào)節(jié)指令。5.2.5一次調(diào)頻控制過程中,系統(tǒng)向風(fēng)電機(jī)組發(fā)送的有功功率目標(biāo)值需考慮風(fēng)電機(jī)組最小技術(shù)出力、最大可輸出功率及風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行安全約束。有功功率分配策略可考慮等容量、等比例等。4先級、響應(yīng)時(shí)間、控制死區(qū)等。.1系統(tǒng)的無功電壓控制模式分為恒電壓模式、恒無功功率模式及恒功率因數(shù)模式。調(diào)節(jié)時(shí)間、控制精度應(yīng)滿足運(yùn)行要求。5.3.3在恒無功功率模式下,將并網(wǎng)點(diǎn)無功功率調(diào)整到無功目標(biāo)值,無功目標(biāo)值由調(diào)度主站下發(fā)或預(yù)行要求。5.3.5系統(tǒng)應(yīng)綜合考慮風(fēng)電機(jī)組和無功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和出力,合理進(jìn)行無功分配,在調(diào)節(jié)時(shí)間及控制精度滿足運(yùn)行要求下,可實(shí)施無功優(yōu)化控制。風(fēng)電機(jī)組間的分配策略可考慮等容量、等比例、等標(biāo);在就地控制方式下,按照預(yù)先給定的模式及控制目標(biāo)進(jìn)行控制。a)風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓約束;b)風(fēng)電場集電線路母線電壓約束;d)風(fēng)電機(jī)組、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功調(diào)節(jié)能力約束;e)風(fēng)電機(jī)組、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功最大調(diào)節(jié)速率約束;f)電容器/電抗器投切次數(shù)限制。a)在電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)情況下,系統(tǒng)應(yīng)充分利用風(fēng)電機(jī)組的無功調(diào)節(jié)能力,置換動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置已投入的無功功率,并使動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置預(yù)留合理的無功裕度;b)在保證電壓合格的前提下,系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)網(wǎng)損最小原則,協(xié)調(diào)控制風(fēng)電機(jī)組與無功補(bǔ)償設(shè)備,合理配置并優(yōu)化風(fēng)電場內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的無功出力及電壓水平,避免出現(xiàn)無功電流的不合理流動(dòng)。功能。指令。并網(wǎng)點(diǎn)電壓,風(fēng)電機(jī)組/無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)與其他設(shè)備的通信狀態(tài)、通信數(shù)據(jù)等。令異常、控制指令執(zhí)行異常等;具備語音告警、光字牌告警等多種告警方式。5人工錄入頻率擾動(dòng)模擬數(shù)據(jù)。a)調(diào)度主站下發(fā)有功功率目標(biāo)值、電壓目標(biāo)值和無功功率目標(biāo)值;b)全場總理論發(fā)電功率、總可用發(fā)電功率、總有功功率實(shí)際值;c)并網(wǎng)點(diǎn)電壓實(shí)際值;d)并網(wǎng)點(diǎn)總無功功率實(shí)際值;e)風(fēng)電場頻率實(shí)際值、調(diào)頻有功功率增加值;f)風(fēng)電機(jī)組有功功率的實(shí)際值和目標(biāo)值;g)風(fēng)電機(jī)組無功功率實(shí)際值和目標(biāo)值;h)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功功率實(shí)際值和目標(biāo)值、電壓實(shí)際值和目標(biāo)值等。率和調(diào)節(jié)合格率等。失后,重新恢復(fù)自動(dòng)控制。5.6.3系統(tǒng)運(yùn)行在遠(yuǎn)方控制方式下,當(dāng)超過一定時(shí)間無法接收到調(diào)度主站下發(fā)的控制指令或調(diào)度主站下發(fā)指令無法通過本地校驗(yàn)時(shí),應(yīng)報(bào)警并自動(dòng)切換到就地控制方式;遠(yuǎn)方控制方式自動(dòng)切換到就地控制方式后,當(dāng)接收到調(diào)度主站下發(fā)的控制指令且通過本地校驗(yàn)時(shí),可按調(diào)度主站要求自動(dòng)切換為遠(yuǎn)方控制方式。6調(diào)度功能測試6.1系統(tǒng)應(yīng)通過入網(wǎng)型式試驗(yàn),試驗(yàn)內(nèi)容至少包括控制策略驗(yàn)證、數(shù)據(jù)采集及通信信息校核、異常處理邏輯等。6.2系統(tǒng)控制能力的現(xiàn)場測試應(yīng)在風(fēng)電場投運(yùn)6個(gè)月內(nèi)完成,測試內(nèi)容至少包括風(fēng)電場有功功率變化、風(fēng)電場有功功率控制、風(fēng)電場無功電壓控制、風(fēng)電場一次調(diào)頻控制等。風(fēng)電場有功功率控制的性能指標(biāo)計(jì)算方法見附錄D中D.1,風(fēng)電場無功電壓控制的無功功率及電壓控制性能指標(biāo)計(jì)算方法分別見次調(diào)頻控制的性能指標(biāo)計(jì)算方法見D.4。7性能指標(biāo)6有功功率控制精度:≤2%Pn(Pn為額定有功功率)。恒無功功率模式:恒電壓控制模式:一次調(diào)頻的最大有功功率調(diào)節(jié)量:≥10%Pn(電網(wǎng)頻率高于50Hz)或≥6%Pn(電網(wǎng)頻率低于注:上述指標(biāo)推薦值可根據(jù)各區(qū)域電網(wǎng)實(shí)際情況另行確定。系統(tǒng)接收風(fēng)電場升壓站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)周期:≤2s。系統(tǒng)向調(diào)度主站上傳數(shù)據(jù)周期:≤2s。人工控制命令從生成到輸出的時(shí)間:≤1s。畫面整幅調(diào)用的響應(yīng)時(shí)間:畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新的最小周期:≤3s。關(guān)鍵歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間:≥1年。7附錄A (資料性)功率控制系統(tǒng)控制鏈路統(tǒng)控制鏈路見圖A.1。8附錄B (資料性)基本采集信息表系統(tǒng)從調(diào)度主站接收的控制指令見表B.1。序號信號名稱備注1有功功率控制目標(biāo)功率控制系統(tǒng)接收調(diào)度主站有功功率目標(biāo),通過就地有功分配和調(diào)節(jié),完成對調(diào)度主站指令的追蹤2并網(wǎng)點(diǎn)電壓控制目標(biāo)功率控制系統(tǒng)接收并網(wǎng)點(diǎn)電壓目標(biāo),通過就地?zé)o功分配和調(diào)節(jié),完成對調(diào)度主站指令的追蹤3并網(wǎng)點(diǎn)無功功率目標(biāo)功率控制系統(tǒng)接收無功功率目標(biāo),通過就地?zé)o功分配和調(diào)節(jié),完成對調(diào)度主站指令的追蹤4有功功率控制模式功率非受限模式/功率受限模式5無功電壓控制模式恒電壓模式/恒無功功率模式/恒功率因數(shù)模式系統(tǒng)向調(diào)度主站傳輸?shù)倪\(yùn)行信息見表B.2。序號信號名稱備注1無功電壓控制遠(yuǎn)方/就地信號功率控制系統(tǒng)上送調(diào)度主站的無功電壓控制的遠(yuǎn)方/就地狀態(tài)信號2有功及頻率控制模式確認(rèn)信號功率非受限發(fā)電模式/功率受限模式3一次調(diào)頻模式確認(rèn)信號—4無功電壓控制模式確認(rèn)信號恒電壓模式/恒無功功率模式/恒功率因數(shù)模式5有功功率控制目標(biāo)反饋值將調(diào)度主站下發(fā)有功功率控制目標(biāo)反饋至調(diào)度主站6并網(wǎng)點(diǎn)電壓控制目標(biāo)反饋值將調(diào)度主站下發(fā)的電壓控制目標(biāo)反饋至調(diào)度主站7無功功率目標(biāo)反饋值將調(diào)度主站下發(fā)的無功功率控制目標(biāo)反饋至調(diào)度主站8理論發(fā)電功率風(fēng)電機(jī)組自然運(yùn)行狀態(tài)下能夠發(fā)出的有功功率9可用發(fā)電功率剔除設(shè)備故障、缺陷或檢修等因素后,風(fēng)電機(jī)組在自然運(yùn)行條件下能夠發(fā)出的功率可增有功出力上送的風(fēng)電場當(dāng)前最大可增加有功功率可減有功出力上送的風(fēng)電場當(dāng)前最大可減少有功功率有功增出力閉鎖信號有功減出力閉鎖信號可增無功出力上送當(dāng)前整站的最大可增加無功功率可減無功出力上送當(dāng)前整站的最大可減少無功功率無功增出力閉鎖信號無功減出力閉鎖信號9系統(tǒng)向風(fēng)電機(jī)組傳輸?shù)目刂浦噶钜姳鞡.3。序號信號名稱備注1風(fēng)電機(jī)組有功功率值系統(tǒng)下發(fā)給風(fēng)電機(jī)組的有功功率設(shè)定值2風(fēng)電機(jī)組無功功率值系統(tǒng)下發(fā)給風(fēng)電機(jī)組的無功功率設(shè)定值3風(fēng)電場一次調(diào)頻狀態(tài)信號—系統(tǒng)從風(fēng)電機(jī)組接收的運(yùn)行信息見表B.4。序號信號名稱備注1風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前有功功率—2風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前無功功率—3風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻備用容量—4風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙風(fēng)速—5風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速—6風(fēng)電機(jī)組槳距角—7風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)8風(fēng)電機(jī)組限功率狀態(tài)9風(fēng)電機(jī)組參與一次調(diào)頻狀態(tài)標(biāo)志風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻功能允許系統(tǒng)向無功補(bǔ)償裝置傳輸?shù)目刂浦噶钜姳鞡.5。序號信號名稱備注1裝置并網(wǎng)點(diǎn)電壓上限值—2裝置并網(wǎng)點(diǎn)電壓下限—3裝置并網(wǎng)點(diǎn)無功功率設(shè)定值—4裝置并網(wǎng)點(diǎn)電壓設(shè)定值—系統(tǒng)從無功補(bǔ)償裝置接收的運(yùn)行信息見表B.6。序號信號名稱備注1裝置無功出力—2裝置測量的風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓—3裝置并網(wǎng)點(diǎn)電壓—表B.6系統(tǒng)從無功補(bǔ)償裝置接收的運(yùn)行信息(續(xù))序號信號名稱備注4裝置可增無功容量—5裝置可減無功容量—6裝置投退信息7裝置增無功閉鎖信息8裝置減無功閉鎖信息系統(tǒng)向升壓站監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)目刂浦噶钜姳鞡.7。B壓站監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)目刂浦噶钚蛱栃盘柮Q備注1集電線路饋線開關(guān)遙控指令2電容器、電抗器遙控指令3分接頭遙調(diào)指令系統(tǒng)從升壓站監(jiān)控系統(tǒng)接收的運(yùn)行信息見表B.8。B壓站監(jiān)控系統(tǒng)接收的運(yùn)行信息序號信號名稱備注1出線有功功率—2出線無功功率—3出線電流4高壓側(cè)母線電壓5主變高壓側(cè)電流6主變高壓側(cè)有功功率—7主變高壓側(cè)無功功率—8主變高壓側(cè)開關(guān)狀態(tài)9主變低壓側(cè)母線電壓主變低壓側(cè)電流主變低壓側(cè)有功功率—主變低壓側(cè)無功功率—主變低壓側(cè)開關(guān)狀態(tài)集電線路母線電壓集電線路饋線電流集電線有功功率—集電線無功功率—表B.8系統(tǒng)從升壓站監(jiān)控系統(tǒng)接收的運(yùn)行信息(續(xù))序號信號名稱備注集電線路開關(guān)狀態(tài)無功補(bǔ)償裝置無功功率—無功補(bǔ)償裝置開關(guān)狀態(tài)主變分頭擋位主變擋位位置電容器/電抗器無功功率—電容器/電抗器開關(guān)狀態(tài)低壓側(cè)PT斷線故障信號低壓側(cè)母線單相接地故障信號 (資料性)風(fēng)電場參與電網(wǎng)一次調(diào)頻下垂曲線示例犆.1一次調(diào)頻下垂特性通過設(shè)定頻率與有功功率折線函數(shù)實(shí)現(xiàn),有功功率輸出值應(yīng)滿足公式(C.1)。式中:P—有功功率輸出值,單位為兆瓦(MW);P0—有功功率初值,單位為兆瓦(MW);Pn—額定有功功率,單位為兆瓦(MW);f—系統(tǒng)頻率,單位為赫茲(Hz);fd—一次調(diào)頻死區(qū),單位為赫茲(Hz);fn—系統(tǒng)額定頻率,單位為赫茲(Hz)。附錄D (資料性)說明:t—時(shí)間;tp,—有功功率開始調(diào)節(jié)時(shí)間;tp,—有功功率持續(xù)運(yùn)行在允許范圍內(nèi)的開始時(shí)刻;tp,—有功功率調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)刻;P—有功功率;P—有功功率初始值;P—有功功率目標(biāo)值;Pt—在tp,時(shí)刻獲得的有功功率測量值。D.1.2有功功率控制精度為有功功率控制目標(biāo)值與運(yùn)行在允許范圍內(nèi)實(shí)際測量值的差值絕對值。 P1-PtD說明:t—時(shí)間;tq,—無功功率開始調(diào)節(jié)時(shí)間;tq,—無功功率持續(xù)運(yùn)行在允許范圍內(nèi)的開始時(shí)刻;tq,—無功功率調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)刻;Q—無功功率;Q—無功功率初始值;Q—無功功率目標(biāo)值;Qt—在tq,時(shí)刻獲得的無功功率測量值。D風(fēng)電場無功功率控制性能指標(biāo)示意圖D.2.2無功功率控制精度為無功功率控制目標(biāo)值與運(yùn)行在允許范圍內(nèi)實(shí)際測量值的差值絕對值,相對于控制目標(biāo)值的比值。D.2.3無功功率控制目標(biāo)值響應(yīng)時(shí)間為無功功率持續(xù)運(yùn)行在允許范圍內(nèi)的開始時(shí)刻tq,1減去無功功率開始調(diào)節(jié)時(shí)刻tq,0的差值。說明:t—時(shí)間;tu,—無功功率開始調(diào)節(jié)時(shí)間;tu,—無功功率持續(xù)運(yùn)行在允許范圍內(nèi)的開始時(shí)刻;tu,—無功功
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