科技期刊電力類稿件中標幺值表示方法分析與建議

楊秋霞 林海文

(華北電力大學《現代電力》編輯部,102206 北京)

科技期刊電力類稿件中標幺值表示方法分析與建議

楊秋霞 林海文

(華北電力大學《現代電力》編輯部,102206 北京)

針對目前電力類文章中標幺值表示方法混亂的問題,對常見的表示方法進行了詳細分析并給出了使用建議,最后重點對以 pu為專門單位名稱的表示方法進行了推薦。

電力系統,標幺值,專門單位名稱

標幺制 (per-unit system)是一種相對單位制,各個物理量均用標幺值(per-unit value)表示,用于電力系統分析與計算中,便于直觀和迅速地判斷系統元件參數、狀態變量的正確性,并能大量簡化計算。因此,標幺值計算是電力專業人士必備技能。標幺值的計算公式和結果,尤其是計算結果常以文字或圖表方式出現在電力類稿件中。由于關于量和單位的一系列國家標準中都沒有關于標幺值的內容,在已出版科技期刊中關于標幺值的表示方法多種多樣,因此,本文對標幺值的表示方法進行詳細分析并給出使用建議。

一 標幺值定義

標幺值是相對于有名值而言的,有名值是電力系統各物理量及參數的帶量綱的數值,標幺值是各物理量及參數的相對值,是不帶量綱的數值。標幺值定義為[1]:

標幺值 =有名值/基準值(與有名值同單位)

二 標幺制相關表示方法分析及建議

筆者查閱了國內外的圖書期刊,將常見的標幺制相關表示方法進行總結,結果如表 1所示,同時在表中給出對該表示方法的說明及建議。

1.變量的表示

標幺值用 I的表示方法與有名值變量表示沒有進行區分,常出現在期刊稿件中標幺值計算公式很少或者僅出現如“短路電流標幺值 I為……”字樣時。

I＊是幾十年來國內電力專業教材采用的常規標幺值變量表示方法,上標＊用來和有名值進行區分,在進行大量標幺值計算時,一般都采用這樣的表示方法。

表 1 標幺制相關表示方法

Ipu是國外一些書籍采用的表示方法,也是孫立華老師所推薦的方法[2]。該表示方法意義明確,符合 SI規則。但是在電力系統計算中,I常常帶有其他下標甚至是復合下標,如果此時還要加下標 pu,會顯得下標比較煩瑣。因此,筆者建議在大量計算式中有復雜下標時,還是采用 I＊更好一些。

對于科技期刊所刊登稿件,大多是結果性質的,大量書寫標幺值計算公式和過程的很少,所以使用 I、Ipu和 I＊的表示方法均可。

2.數值的表示

科技期刊中出現標幺值最多的是標幺值形式的計算結果,即便是同一種期刊所登文章中,數值的表示方法也不統一。科技期刊稿件中數值的出現一般有兩種情況:

(1)出現在計算公式中,I=0.089;

(2)出現在文字敘述中,如“晉東南—南陽—荊門線切除短路故障在相鄰線路上引起的沿線最大 2%分閘過電壓分別為 1.66 pu(單相接地 )、1.76 pu(兩相接地 )和 1.79pu”[2]。

第(1)種情況一般應加文字說明,如“以下計算均采用標幺值”。第 (2)種可不加文字說明,讀者可通過類似單位的“pu”知曉是標幺值。

表 1中,0.089(標幺值)和 0.089(p.u.)用括號“()”加以說明,其效果與“以下計算均采用標幺值”等同。至于 p.u.,其實是標幺值 (per-unit value)的縮寫,“p.u.”等同于“per-unit value”。

3.圖表的表示

標幺值形式的計算結果在稿件中常以圖表的方式呈現。在已出版科技期刊中,圖形中的縱坐標標目有U、U(p.u.)、U/pu等形式,筆者認為,在沒有統一規范標準的情況下,這些方式都能表明是標幺值,均可采用。

4.總結

表 1中可采用的表示方法可分為:說明性表示和以 pu為專門單位名稱的表示。不論使用哪種表示方法,應該全文統一,不宜混雜使用。

三 推薦表示方法

從標幺值的定義可以看出,標幺值是量綱一的量,但是在多年電力類書籍和期刊中,0.089pu或0.089p.u.的表示方法已經成為一種常見表示方法,簡潔明了,方便閱讀。是否有必要以不符合標準為理由,廢棄 0.089pu或 0.089p.u.的表示方法,必須采用“……標幺值為……”的形式?為此,筆者查閱了標準,發現常見單位分貝 (dB)、弧度(rad)、球面度(sr)等都是量綱一的量,一貫單位制單位都為 1,但在國標中專門規定了其單位。

《GB 3102.7—1993聲學的量和單位》引言指出,“對于對數性量,如聲壓級 Lp=2lg(p/p0)為量綱一的量”“可用特殊名稱的單位貝[爾 ](B)表示,實際使用時常用其分數單位分貝 (dB)”“分貝為國家法定計量單位”。

在《GB 3100—1993國際單位制及其應用》附錄A“SI單位的十進倍數與分數單位及可并用的某些其他單位示例”中貝和分貝同樣是作為單位的。

但是作為電力系統計算常用的標幺值,國標沒有給出專門規定,顯然不是“國家法定計量單位”。那么,是否有必要采用 pu作為專門單位名稱?能否采用 pu作為專門單位名稱進行表示?

關于“是否有必要”的問題,筆者認為只要不違背標準,就可以在書籍期刊的標幺值表示中采用形如“0.089pu”的表示方法,方便作者表示,方便讀者閱讀。

關于“能否采用”的問題,筆者認為符合標準指導思想:《GB 3101—1993有關量、單位和符號的一般原則》2.3.2.2節指出“平面角和立體角的一貫制單位是數字 1。在許多情況下,用專門單位弧度(rad)和球面度 (sr)則比較合適”,2.3.3節指出“對于某些量,單位 1是否用專門名稱,取決于具體情況。例:平面角α=0.5rad=0.5”。

期刊規范表示的目的是提高期刊質量、實現科技信息有效傳播。采用“0.089pu”這種表示方法在使文章更簡潔的同時,還可增加文章的可讀性。當僅在電力系統分析和計算中用的標幺值,還沒有引起標準制定者足夠重視,還沒有上升到為其規定專門名稱時,可以依據標準指導思想,將pu作為專門單位名稱進行表示。至于 p.u.,筆者認為不如 pu好,因為小寫且不加點符合一般單位的命名習慣。

四 結束語

本文通過對標幺值的定義介紹和表示方法分析,給出了各種表示方法的使用建議,并提出以 pu為專門單位名稱能夠以簡潔清晰的方式規范標幺值表示,建議在電力類文章中采用,以規范表達,方便行業應用和讀者理解。

[1]華東電網有限公司.現代電力工業詞典[M].北京:中國電力出版社,2005:28.

[2]孫立華.標幺值表示方法探討 [J].編輯學報,2010,22 (3):220.

Expression of Per-unit System in Electric Power Papers

YANGQiuxia L IN Haiwen

In e lec tric p ow e r p ap e rs,the p resenta tion of p e r-unit sys tem isin confus ion.The authors ca refully ana lyzed the comm on exp ress ion m e thods,and p rovided sugges tions accord ing ly. Fina lly,the authors recomm ended“p u”as a sp ec ia l unit te rm.

p ow e r sys tem,p e r-unit sys tem,sp ec ia l unit te rm s

G232;N04

A

1673-8578(2011)01-0045-03

2010-10-20

楊秋霞(1977—),女,華北電力大學講師,研究方向為電力理論與新技術、科技期刊編輯學。通信方式:yqx@ ncopu.edu.cn。