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輸電通道輸電能力受限解決方案研究

文檔作者：劉松楠１楊曉崢１楊繼業(yè)１李?。?鄢闖１文檔來源：１．國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院２. 沈陽電力勘測設(shè)計(jì)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月03日
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２０１７ 年
第３８ 卷第５ 期
東北電力技術(shù)
ＮＯＲＴＨＥＡＳＴ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ?。担?
輸電通道輸電能力受限解決方案研究
劉松楠１， 楊曉崢１， 楊繼業(yè)１， 李　?。?， 鄢　闖１
（１． 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院， 遼寧　沈陽　１１００１５； ２. 沈陽電力勘測設(shè)計(jì)院， 遼寧　沈陽?。保保埃埃埃常?
摘要： 受重慶負(fù)荷分布不平衡的影響， 川渝電網(wǎng)間輸電通道過于依賴洪板線， 輸電能力受限。重慶電網(wǎng)很難匹配重慶
快速增長的負(fù)荷需求。在充分分析川渝電網(wǎng)輸電通道潮流分布特點(diǎn)的基礎(chǔ)上， 提出了川渝電網(wǎng)輸電通道新建聯(lián)絡(luò)線方
案， 綜合比較各備選方案后選出最優(yōu)方案， 為有效提高川渝電網(wǎng)輸電通道輸電能力提供參考。
關(guān)鍵詞： 互聯(lián)電網(wǎng)； 輸電能力； 新建聯(lián)絡(luò)線
［中圖分類號］ ＴＭ７１５　［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］ Ａ?。畚恼戮幪枺?１００４－７９１３（２０１７）０５－００５１－０４
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ
ＬＩＵ Ｓｏｎｇｎａｎ１， ＹＡＮＧ Ｘｉａｏｚｈｅｎｇ１， ＹＡＮＧ Ｊｉｙｅ１， ＬＩ Ｊｉａｎ２， ＹＡＮ Ｃｈｕａｎｇ１
（１． Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１００１５； Ｃｈｉｎａ；
２． Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１０００３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｉｎ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ， ｉｔ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｃｃｅｓｓ'ｓ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｉｄｓ ｉｎ Ｓｉ?
ｃｈｕａｎ ａｎｄ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ． Ａｎ ｕｒｇｅ ｔｏ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｉｍｂａｌａｎｃｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｉｃｈｕａｎ ａｎｄ ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．
Ａｆｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｓｉｃｈｕａｎ ａｎｄ ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｉｍｂａｌａｎｃｅ ｉｓｓｕｅ ｂｅ?
ｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｌｉｎｅｓ． Ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｉｓｓｕｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｌａｙ ｎｅｗ ｔｉｅ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉ?
ｃｈｕａｎ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｆｔｅｒ ｇｅｎｅｒａｌ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ａｌｌ ｔｈｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ， ａ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ
ｏｆ Ｓｉｃｈｕａｎ?ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ； ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ； ｎｅｗ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ
川渝電網(wǎng)在大負(fù)荷運(yùn)行方式下， 其主要負(fù)荷需
要四川水電通過洪板聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行供電， 使得川渝電
網(wǎng)間輸電通道過于依賴洪板線輸電能力， 輸電能力
受到很大限制。受其影響， 川渝電網(wǎng)輸電通道很難
匹配重慶快速增長的負(fù)荷需求。因此， 研究川渝電
網(wǎng)輸電能力受限問題， 提出能夠提升川渝輸電通道
輸電能力的方案， 對川渝電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行， 支撐
重慶經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展具有重要意義［１－１０］ 。
為有效緩解不平衡問題， 本文提出川渝電網(wǎng)輸
電通道新建聯(lián)絡(luò)線方案， 提出５ 種備選方案， 分析
各備選方案下， 川渝電網(wǎng)輸電通道輸電能力上限，
結(jié)合經(jīng)濟(jì)因素綜合比較各備選方案， 從而選出最優(yōu)
方案， 為有效提高川渝電網(wǎng)輸電通道輸電能力提供
參考。
１　川渝電網(wǎng)潮流分布特點(diǎn)
重慶電網(wǎng)通過５００ ｋＶ 電網(wǎng)與湖北和四川電網(wǎng)
聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行， 如圖１ 所示。其中， 洪板雙回聯(lián)絡(luò)線、
黃萬雙回聯(lián)絡(luò)線構(gòu)成川渝輸電通道， 四川水電通過
川渝輸電通道向重慶負(fù)荷供電。
圖１　重慶電網(wǎng)與外部電網(wǎng)連接圖
目前， 由于川渝電網(wǎng)輸電通道輸電功率不平
衡， 受洪板線Ｎ－２ 時(shí)暫態(tài)穩(wěn)定約束， 黃萬線輸電
功率較小， 川渝電網(wǎng)輸電通道整體傳輸功率上限僅
為３ ９００ ＭＷ， 而隨著重慶負(fù)荷的快速增長， 川渝
輸電通道的輸電能力已不能滿足四川水電的外送以
及重慶負(fù)荷的需求。
在實(shí)際運(yùn)行中， 重慶電網(wǎng)通過６ 個(gè)供電區(qū)域向
萬方數(shù)據(jù) 負(fù)荷供電， 各區(qū)域間實(shí)現(xiàn)了彼此在 ２２０ ｋＶ 電網(wǎng)解
?。担?　
東北電力技術(shù)
２０１７ 年
第３８ 卷第５ 期
環(huán)運(yùn)行。這６ 個(gè)區(qū)域分別是： 萬縣區(qū)域、九盤區(qū)
域、“思源—陳家橋—板橋—圣泉” 區(qū)域、隆盛區(qū)
域、“石坪—巴南” 區(qū)域、“長壽—張家壩” 區(qū)域。
其中， 萬縣與九盤區(qū)域可以合并分析， 各供電區(qū)域
負(fù)荷比例如圖２ 所示。
圖２　各片區(qū)負(fù)荷分布比例
為更好研究川渝電網(wǎng)輸電能力受限問題， 選取
大負(fù)荷運(yùn)行方式下較為嚴(yán)重時(shí)刻的潮流斷面進(jìn)行分
析。此時(shí)， 川渝輸電通道的輸電功率如表１ 所示，
分析該斷面下２ 條聯(lián)絡(luò)線的潮流分布， 出現(xiàn)通過洪
板線的輸電功率較重， 而黃萬線的輸電功率則由重
慶向四川倒送的極端不利情況。川渝電網(wǎng)輸電通道
總傳輸功率受到嚴(yán)重限制。
表１　川渝輸電通道輸電功率ＭＷ
聯(lián)絡(luò)線輸電功率
洪板線２ ０４７
黃萬線－６０
通過進(jìn)一步分析， 在６ 個(gè)供電區(qū)域中， 只有萬
縣和九盤２ 個(gè)區(qū)域與黃萬線聯(lián)系較為緊密， 其負(fù)荷
主要由黃板線進(jìn)行供電， 但２ 個(gè)區(qū)域的負(fù)荷占重慶
負(fù)荷的８％。
而其余４ 個(gè)供電區(qū)域， 都與洪板聯(lián)絡(luò)線聯(lián)系緊
密， 而與黃萬線關(guān)系較小。這４ 個(gè)區(qū)域負(fù)荷占重慶總
負(fù)荷的９２％， 而與洪板線聯(lián)系最緊密的“思源—陳家
橋—板橋—圣泉” 區(qū)域， 由于其處在負(fù)荷中心， 占重
慶總負(fù)荷的４５％。這些區(qū)域的負(fù)荷主要需要四川水電
通過洪板聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行供電， 導(dǎo)致四川向重慶輸送的電
能過分依賴洪板線向重慶供電， 而洪板線的輸電能力
限制了川渝電網(wǎng)輸電通道的輸電能力。
２　川渝電網(wǎng)輸電通道新建聯(lián)絡(luò)線方案
２. １　川渝電網(wǎng)輸電通道新建聯(lián)絡(luò)線備選方案
在與現(xiàn)場運(yùn)行人員進(jìn)行討論后， 給出５ 種新建
聯(lián)絡(luò)線的備選方案， 如圖３ 和表２ 所示。其中建設(shè)
圖３　新建聯(lián)絡(luò)線的備選方案示意圖
表２　新建聯(lián)絡(luò)線的備選方案費(fèi)用
線路兩側(cè)節(jié)點(diǎn)線路長度／ ｋｍ 建設(shè)費(fèi)用／ 億元
瀘州—圣泉８１ ３. ２４
遂寧—思源６５ ２. ６０
資陽—陳家橋１０１ ４. ０４
資陽—思源１２２ ４. ８８
內(nèi)江—思源１６１ ６. ４４
費(fèi)用按照４００ 萬元／ ｋｍ 進(jìn)行估算。
目前， 受洪板線Ｎ－２ 暫態(tài)穩(wěn)定約束， 川渝電
網(wǎng)輸電通道整體輸電功率上限僅為３ ９００ ＭＷ。而
在各方案下， 川渝電網(wǎng)輸電通道輸電上限應(yīng)根據(jù)以
下條件進(jìn)行最終確定。
條件１： 任一條雙回聯(lián)絡(luò)線發(fā)生Ｎ－１ 故障后，
繼續(xù)運(yùn)行的單回線路不超過熱穩(wěn)上限；
條件２： 任一條雙回聯(lián)絡(luò)線發(fā)生Ｎ－２ 故障后，
系統(tǒng)不出現(xiàn)暫態(tài)失穩(wěn)問題， 即某一條聯(lián)絡(luò)線雙回同
時(shí)出現(xiàn)故障跳閘時(shí)， 川渝電網(wǎng)與湖北電網(wǎng)不失步、
長南特高壓不解列。
對于各方案， 聯(lián)絡(luò)線正常雙回運(yùn)行時(shí)， 得到能
夠滿足上述２ 個(gè)條件的川渝電網(wǎng)輸電通道最大傳輸
功率， 即為該方案下川渝電網(wǎng)輸電通道的輸電功率
上限。
２. ２　各雙回聯(lián)絡(luò)線滿足Ｎ－１ 條件熱穩(wěn)上限的確定
各聯(lián)絡(luò)線單回運(yùn)行滿足熱穩(wěn)上限的最大功率如
表３ 所示。
表３　川渝聯(lián)絡(luò)線單回?zé)岱€(wěn)上限功率ＭＷ
聯(lián)絡(luò)線輸電功率
洪板線３ ２９０
黃萬線１ ９４０
新建聯(lián)絡(luò)線２ １８０
當(dāng)正常雙回運(yùn)行時(shí)， 某一條聯(lián)絡(luò)線滿足Ｎ －１
條件的熱穩(wěn)上限確定步驟如下。
步驟１： 將該條聯(lián)絡(luò)線改為單回運(yùn)行。萬方數(shù)據(jù)
２０１７ 年
第３８ 卷第５ 期劉松楠， 等： 輸電通道輸電能力受限解決方案研究 ?。担?
步驟２： 不斷增大四川發(fā)電出力并進(jìn)行潮流計(jì)
算， 直到該單回運(yùn)行的聯(lián)絡(luò)線傳輸功率到達(dá)其熱穩(wěn)
上限。
步驟３： 保持當(dāng)前潮流斷面各機(jī)組出力不變，
將該條聯(lián)絡(luò)線改為雙回正常運(yùn)行， 重新進(jìn)行潮流計(jì)
算。此時(shí)， 得到該聯(lián)絡(luò)線雙回運(yùn)行總傳輸功率， 即
為該聯(lián)絡(luò)線滿足Ｎ－１ 條件的熱穩(wěn)上限功率。
這種方式求出的川渝雙回聯(lián)絡(luò)線的熱穩(wěn)上限功
率， 能夠保證當(dāng)該聯(lián)絡(luò)線其中一回發(fā)生故障跳閘
時(shí)， 另外一回聯(lián)絡(luò)線上流過的有功功率不至于超過
其熱穩(wěn)極限， 有利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。各方案
下， 得到的結(jié)果如表４ 所示。
表４　川渝電網(wǎng)輸電通道各雙回聯(lián)絡(luò)線的輸電功率上限
ＭＷ
聯(lián)絡(luò)線洪板線黃萬線新建聯(lián)絡(luò)線
瀘州—圣泉４ ６１７ ２ ３４９ ３ ００７
遂寧—思源４ ２０９ ２ ４３６ ２ ７６２
資陽—陳家橋４ ４５３ ２ ３６７ ３ １３６
資陽—思源４ ３３７ ２ ３７２ ３ ２０６
內(nèi)江—思源４ ３３９ ２ ３５７ ３ ４３２
２. ３　川渝電網(wǎng)輸電通道整體輸電功率上限確定
在不超過各聯(lián)絡(luò)線滿足Ｎ－１ 條件熱穩(wěn)上限功
率的前提下， 進(jìn)一步校驗(yàn)各聯(lián)絡(luò)線Ｎ－２ 故障下系
統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定情況， 最終確定川渝電網(wǎng)輸電通道整體
輸電功率上限。
不斷增大四川發(fā)電出力， 以提高川渝電網(wǎng)輸電通
道傳輸功率， 直到發(fā)生以下２ 種情況之一， 調(diào)整結(jié)束。
ａ． ３ 條雙回聯(lián)絡(luò)線中， 出現(xiàn)某一條到達(dá)滿足
Ｎ－１ 條件的熱穩(wěn)上限功率， 此時(shí)受條件１ 約束， 川
渝電網(wǎng)輸電通道整體輸電功率到達(dá)上限；
ｂ． 對３ 條聯(lián)絡(luò)線分別進(jìn)行Ｎ－２ 故障暫穩(wěn)校
驗(yàn)， 當(dāng)前狀態(tài)下暫態(tài)穩(wěn)定， 但四川發(fā)電增加微調(diào)小
機(jī)組（１００ ＭＷ）， 出現(xiàn)失穩(wěn)情況， 此時(shí)受條件２
約束， 川渝電網(wǎng)輸電通道整體輸電功率到達(dá)上限。
最終得到各方案下川渝電網(wǎng)輸電通道整體輸電
功率上限， 如表５ 所示。
表５　川渝電網(wǎng)輸電通道整體輸電功率上限ＭＷ
聯(lián)絡(luò)線川渝斷面
瀘州—圣泉８ ０５６
遂寧—思源４ ７０４
資陽—陳家橋６ ８１８
資陽—思源７ ２１４
內(nèi)江—思源６ １５３
２. ４　川渝電網(wǎng)輸電通道新建聯(lián)絡(luò)線方案選取
將５ 種方案下輸電功率上限以及建設(shè)費(fèi)用進(jìn)行
比較， 結(jié)果如圖４ 所示。
圖４　新建聯(lián)絡(luò)線的備選方案比較
從經(jīng)濟(jì)方面考慮， 瀘州—圣泉方案建設(shè)費(fèi)用為
３. ２４ 億元， 僅高于遂寧—思源方案的２. ６０ 億元。
但是， 瀘州—圣泉方案下， 川渝電網(wǎng)輸電通道輸電
能力上限為８ ０５６ ＭＷ， 是５ 種方案中最高的一種；
而遂寧—思源方案下僅為４ ７０７ ＭＷ， 僅為瀘州—
圣泉方案的５８. ４％， 是５ 種方案中最低的一種。綜
合考慮上述因素， 確定瀘州—圣泉方案為５ 種方案
中的最優(yōu)方案。
結(jié)合發(fā)電優(yōu)化調(diào)度， 得到新建瀘州—圣泉聯(lián)絡(luò)
線方案下川渝電網(wǎng)輸電通道輸電功率， 與原有斷面
進(jìn)行比較， 結(jié)果如表６ 所示。
通過分析， 新建瀘州—圣泉聯(lián)絡(luò)線方案可有效
提高川渝電網(wǎng)輸電通道輸電能力， 同時(shí)川渝聯(lián)絡(luò)線
傳輸功率的不平衡現(xiàn)象也有很大程度改善。
表６　新建聯(lián)絡(luò)線前后川渝電網(wǎng)輸電通道輸電功率比較
ＭＷ
新建瀘州—圣泉方案現(xiàn)有川渝電網(wǎng)
聯(lián)絡(luò)線
優(yōu)化后斷面優(yōu)化后斷面初始斷面
洪板線３ ２０４ ２ ８６５ ２ ０４７
黃萬線１ ８４５ １ ０３５ －６０
新建線３ ００７
川渝斷面８ ０５６ ３ ９００ １ ９８７
３　結(jié)束語
本文分析了川渝電網(wǎng)輸電通道輸電能力受限原
因。由于重慶負(fù)荷分布不平衡， 而其主要負(fù)荷需要
四川水電通過洪板聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行供電， 使得川渝電網(wǎng)
間輸電通道過于依賴洪板線輸電能力， 輸電能力受
到很大限制。為解決這一問題， 本文提出了川渝電
網(wǎng)輸電通道新建聯(lián)絡(luò)線方案， 綜合比較各備選方
萬方數(shù)據(jù) 案， 確定瀘州—圣泉作為最終方案， 將該方案與現(xiàn)
?。担?　
東北電力技術(shù)
２０１７ 年
第３８ 卷第５ 期
有川渝電網(wǎng)潮流分布情況進(jìn)行比較， 新方案有效提
高川渝電網(wǎng)輸電通道輸電能力， 川渝聯(lián)絡(luò)線傳輸功
率的不平衡現(xiàn)象也有很大程度的改善。
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作者簡介：
劉松楠（１９８９）， 男， 碩士， 工程師， 從事電力設(shè)計(jì)研究。
（收稿日期?。玻埃保罚埃常埃保?
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（上接第４５ 頁）
基本實(shí)現(xiàn)平衡； 非居民采暖邊際成本０. ４０９～０. ４１２
元／ ｋＷｈ， 高于目前低谷用電成本０. ３１９ 元／ ｋＷｈ。
遼寧省“十三五” 期間煤改電電網(wǎng)投資８３ 億元，
鍋爐設(shè)備本體投資８４ 億元， 總計(jì)拉動全行業(yè)經(jīng)濟(jì)
２２０. ６２ 億元， 每年可拉動電量增長１％， 拉動ＧＤＰ
增長０. １５２％， 存在較大利潤空間。
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作者簡介：
朱赫炎（１９８７）， 男， 碩士， 助理工程師， 主要從事電網(wǎng)規(guī)劃
工作。
（收稿日期?。玻埃保叮埃常埃保?
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（上接第５０ 頁）
為便捷的手段， 但會以降低電網(wǎng)的供電能力為代
價(jià)， 需要結(jié)合地區(qū)供電能力合理使用。
ｂ． 電網(wǎng)分層分區(qū)可以有效控制短路電流水
平， 應(yīng)結(jié)合地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展水平， 逐漸形成電磁環(huán)網(wǎng)
解環(huán)運(yùn)行。
ｃ． 直流輸電由于自身的運(yùn)行特點(diǎn)， 對限制短
路電流有顯著的優(yōu)勢， 可以根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)情況， 發(fā)
展系統(tǒng)間直流互聯(lián)。
ｄ． 選擇高阻抗設(shè)備可以降低短路電流， 但會
增加電網(wǎng)的無功損耗， 降低電網(wǎng)的動態(tài)無功備用容
量， 影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
ｅ． 對于單個(gè)設(shè)備短路電流水平過高的情況，
將現(xiàn)有斷路器及配套的電氣設(shè)備更換為遮斷容量更
大的設(shè)備是應(yīng)對短路電流過大比較直接的方法。
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作者簡介：
李　華（１９８６）， 女， 碩士， 工程師， 主要研究方向?yàn)檩旊娋W(wǎng)規(guī)劃。
萬方數(shù)據(jù) （收稿日期　 ２０１７－０３－０１）

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