科技期刊电力类稿件中标幺值表示方法分析与建议

杨秋霞 林海文

(华北电力大学《现代电力》编辑部,102206 北京)

科技期刊电力类稿件中标幺值表示方法分析与建议

杨秋霞 林海文

(华北电力大学《现代电力》编辑部,102206 北京)

针对目前电力类文章中标幺值表示方法混乱的问题,对常见的表示方法进行了详细分析并给出了使用建议,最后重点对以 pu为专门单位名称的表示方法进行了推荐。

电力系统,标幺值,专门单位名称

标幺制 (per-unit system)是一种相对单位制,各个物理量均用标幺值(per-unit value)表示,用于电力系统分析与计算中,便于直观和迅速地判断系统元件参数、状态变量的正确性,并能大量简化计算。因此,标幺值计算是电力专业人士必备技能。标幺值的计算公式和结果,尤其是计算结果常以文字或图表方式出现在电力类稿件中。由于关于量和单位的一系列国家标准中都没有关于标幺值的内容,在已出版科技期刊中关于标幺值的表示方法多种多样,因此,本文对标幺值的表示方法进行详细分析并给出使用建议。

一 标幺值定义

标幺值是相对于有名值而言的,有名值是电力系统各物理量及参数的带量纲的数值,标幺值是各物理量及参数的相对值,是不带量纲的数值。标幺值定义为[1]:

标幺值 =有名值/基准值(与有名值同单位)

二 标幺制相关表示方法分析及建议

笔者查阅了国内外的图书期刊,将常见的标幺制相关表示方法进行总结,结果如表 1所示,同时在表中给出对该表示方法的说明及建议。

1.变量的表示

标幺值用 I的表示方法与有名值变量表示没有进行区分,常出现在期刊稿件中标幺值计算公式很少或者仅出现如“短路电流标幺值 I为……”字样时。

I＊是几十年来国内电力专业教材采用的常规标幺值变量表示方法,上标＊用来和有名值进行区分,在进行大量标幺值计算时,一般都采用这样的表示方法。

表 1 标幺制相关表示方法

Ipu是国外一些书籍采用的表示方法,也是孙立华老师所推荐的方法[2]。该表示方法意义明确,符合 SI规则。但是在电力系统计算中,I常常带有其他下标甚至是复合下标,如果此时还要加下标 pu,会显得下标比较烦琐。因此,笔者建议在大量计算式中有复杂下标时,还是采用 I＊更好一些。

对于科技期刊所刊登稿件,大多是结果性质的,大量书写标幺值计算公式和过程的很少,所以使用 I、Ipu和 I＊的表示方法均可。

2.数值的表示

科技期刊中出现标幺值最多的是标幺值形式的计算结果,即便是同一种期刊所登文章中,数值的表示方法也不统一。科技期刊稿件中数值的出现一般有两种情况:

(1)出现在计算公式中,I=0.089;

(2)出现在文字叙述中,如“晋东南—南阳—荆门线切除短路故障在相邻线路上引起的沿线最大 2%分闸过电压分别为 1.66 pu(单相接地 )、1.76 pu(两相接地 )和 1.79pu”[2]。

第(1)种情况一般应加文字说明,如“以下计算均采用标幺值”。第 (2)种可不加文字说明,读者可通过类似单位的“pu”知晓是标幺值。

表 1中,0.089(标幺值)和 0.089(p.u.)用括号“()”加以说明,其效果与“以下计算均采用标幺值”等同。至于 p.u.,其实是标幺值 (per-unit value)的缩写,“p.u.”等同于“per-unit value”。

3.图表的表示

标幺值形式的计算结果在稿件中常以图表的方式呈现。在已出版科技期刊中,图形中的纵坐标标目有U、U(p.u.)、U/pu等形式,笔者认为,在没有统一规范标准的情况下,这些方式都能表明是标幺值,均可采用。

4.总结

表 1中可采用的表示方法可分为:说明性表示和以 pu为专门单位名称的表示。不论使用哪种表示方法,应该全文统一,不宜混杂使用。

三 推荐表示方法

从标幺值的定义可以看出,标幺值是量纲一的量,但是在多年电力类书籍和期刊中,0.089pu或0.089p.u.的表示方法已经成为一种常见表示方法,简洁明了,方便阅读。是否有必要以不符合标准为理由,废弃 0.089pu或 0.089p.u.的表示方法,必须采用“……标幺值为……”的形式?为此,笔者查阅了标准,发现常见单位分贝 (dB)、弧度(rad)、球面度(sr)等都是量纲一的量,一贯单位制单位都为 1,但在国标中专门规定了其单位。

《GB 3102.7—1993声学的量和单位》引言指出,“对于对数性量,如声压级 Lp=2lg(p/p0)为量纲一的量”“可用特殊名称的单位贝[尔 ](B)表示,实际使用时常用其分数单位分贝 (dB)”“分贝为国家法定计量单位”。

在《GB 3100—1993国际单位制及其应用》附录A“SI单位的十进倍数与分数单位及可并用的某些其他单位示例”中贝和分贝同样是作为单位的。

但是作为电力系统计算常用的标幺值,国标没有给出专门规定,显然不是“国家法定计量单位”。那么,是否有必要采用 pu作为专门单位名称?能否采用 pu作为专门单位名称进行表示?

关于“是否有必要”的问题,笔者认为只要不违背标准,就可以在书籍期刊的标幺值表示中采用形如“0.089pu”的表示方法,方便作者表示,方便读者阅读。

关于“能否采用”的问题,笔者认为符合标准指导思想:《GB 3101—1993有关量、单位和符号的一般原则》2.3.2.2节指出“平面角和立体角的一贯制单位是数字 1。在许多情况下,用专门单位弧度(rad)和球面度 (sr)则比较合适”,2.3.3节指出“对于某些量,单位 1是否用专门名称,取决于具体情况。例:平面角α=0.5rad=0.5”。

期刊规范表示的目的是提高期刊质量、实现科技信息有效传播。采用“0.089pu”这种表示方法在使文章更简洁的同时,还可增加文章的可读性。当仅在电力系统分析和计算中用的标幺值,还没有引起标准制定者足够重视,还没有上升到为其规定专门名称时,可以依据标准指导思想,将pu作为专门单位名称进行表示。至于 p.u.,笔者认为不如 pu好,因为小写且不加点符合一般单位的命名习惯。

四 结束语

本文通过对标幺值的定义介绍和表示方法分析,给出了各种表示方法的使用建议,并提出以 pu为专门单位名称能够以简洁清晰的方式规范标幺值表示,建议在电力类文章中采用,以规范表达,方便行业应用和读者理解。

[1]华东电网有限公司.现代电力工业词典[M].北京:中国电力出版社,2005:28.

[2]孙立华.标幺值表示方法探讨 [J].编辑学报,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

杨秋霞(1977—),女,华北电力大学讲师,研究方向为电力理论与新技术、科技期刊编辑学。通信方式:yqx@ ncopu.edu.cn。