無功補償控制器中的“四象限”是基于有功功率（P）和無功功率（Q）的流動方向劃分的工作狀態(tài)。其核心目的是幫助判斷電網(wǎng)中能量的流向及負(fù)載性質(zhì)，從而采取相應(yīng)的補償措施。

在 GB/T 17215.323-2022 標(biāo)準(zhǔn)中（上圖），功率因數(shù)的正負(fù)是由有功功率的方向決定的，當(dāng)處于用電狀態(tài)時，有功功率為正，功率因數(shù)即為正；在發(fā)電狀態(tài)有功功率為負(fù)，則功率因數(shù)也為負(fù)。有些功率因數(shù)控制器為了能更好的體現(xiàn)以及方便客戶直觀的感受，會根據(jù)無功功率的正負(fù)顯示功率因數(shù)，即感性為正，容性為負(fù)，方便客戶直觀了解當(dāng)前狀態(tài)無功補償是不足還是超補了。

GB/T 17215.323-2022 標(biāo)準(zhǔn)文本中定義的四象限圖如下所示，與我們前面的描述有些出入：其 II 和 III 象限的感性、容性描述正好與我們上面的描述相反，其原因是標(biāo)準(zhǔn)的 II 和 III象限是站在發(fā)電廠的角度談感性和容性，我們的描述是站在用戶的角度談感性和容性，更方便用戶對自己實際負(fù)載情況理解。

以下是四象限控制器的具體含義及典型應(yīng)用場景：

1.象限Ⅰ（+P，+Q）：此象限常見于負(fù)載還需從電網(wǎng)側(cè)吸收有功功率（即用電狀態(tài)），且功率因數(shù)處于滯后，需要投入電容器進行無功補償或者已經(jīng)補償?shù)轿唬üβ室驍?shù)>0.9）的情況。

2.象限Ⅱ（-P，+Q）:此象限常見于光伏并網(wǎng)，當(dāng)光伏發(fā)電量大于自身負(fù)載用電量（即發(fā)電狀態(tài)），出現(xiàn)向電網(wǎng)進行倒送電，負(fù)載不從電網(wǎng)側(cè)吸收有功功率，導(dǎo)致無功功率占比增大，此時功率因數(shù)大概率變差，也需要投入更多的電容進行補償（比沒有光伏發(fā)電時要補更多的電容）。

3.象限Ⅲ（-P，-Q）：此象限常見于光伏并網(wǎng)，當(dāng)光伏發(fā)電量大于自身負(fù)載用電量，出現(xiàn)向電網(wǎng)進行倒送電，即負(fù)載不從電網(wǎng)側(cè)吸收有功功率，且功率因數(shù)處于超前狀態(tài)（即控制器功率因數(shù)前出現(xiàn)“-”的情況），即電容過補了。4.象限Ⅳ（+P，-Q）：此象限常見于負(fù)載還需從電網(wǎng)側(cè)吸收有功功率，且功率因數(shù)處于超前狀態(tài)（即控制器功率因數(shù)前出現(xiàn)“-”的情況），電容也過補了。

注意：在沒有光伏的前提下，不可能出現(xiàn)第二象限和第三象限的情況，如果有這種情況出現(xiàn)需要考慮接線是否正確（電壓線與電流線不能同相）；如果有光伏并網(wǎng)，原先處于第一象限可能會變換到第二象限；原先在第四象限可能變換到第三象限，但是只要功率因數(shù)達(dá)標(biāo)就不會有問題。如果出現(xiàn)在第三或第四象限，若功率因數(shù)絕對值大于 0.9，不管正負(fù)都不會出現(xiàn)力調(diào)電費罰款。若從電容的使用壽命考慮，可以切除部分電容，讓其回到第一象限或者第二象限。此前提必須得保障回到第一或第二象限時功率因數(shù)仍能大于 0.9。同時，當(dāng)出現(xiàn)在 I 和 IV 兩個象限之間來回擺動時（詳見圖 3 陰影部分），此時說明負(fù)載在波動，導(dǎo)致功率因數(shù)在 1 附近波動：

A、若波動不大，比如在±0.9 之內(nèi)，可以不處理，說明功率因數(shù)已經(jīng)很理想了。

B、若波動幅度超過±0.9，則需要處理，否則可能會導(dǎo)致力調(diào)電費罰款此時有以下幾種可能功率因數(shù)波動很大

（1） 負(fù)載很小，電容太大，不補是滯后小于 0.9；補的話，就變成超前0.9，過補了==》理想解決方案：更換電容，把電容容量變小。（大多數(shù)情況下可以不處理，因為負(fù)載很小，雖然功率因數(shù)很差，但實際負(fù)載小，無功也不大，這種情況大多數(shù)發(fā)生在工廠下班時段，上班后負(fù)載還是能大起來，就基本不用處理，因為電力公司的力調(diào)電費罰款是依據(jù)一個月的平均功率因數(shù)，只要上班時段功率因數(shù)達(dá)標(biāo)，基本可以忽略下班時段的功率因數(shù)）

（2） 負(fù)載已經(jīng)比較大，電容也不大，還是導(dǎo)致功率因數(shù)劇烈波動：此時大概率是諧波導(dǎo)致，諧波無功電容是無法補償?shù)模C波比較大時（比如 THD 超過 40%），若控制器能測量諧波無功，就會功率因數(shù)波動很大。因為此時很可能基波無功已經(jīng)補償?shù)轿涣耍β室驍?shù)低是因為諧波無功導(dǎo)致，負(fù)載變化導(dǎo)致基波功率在 1 附近正負(fù)微小波動（滿足電力公司要求），會帶著諧波無功大幅度波動，導(dǎo)致看到功率因數(shù)劇烈波動，這種情況下只能通過諧波治理，降低諧波比例，才能解決問題，否則功率因數(shù)大概率無法達(dá)標(biāo)，會產(chǎn)生力調(diào)電費罰款。

C、同理，在 II 和 III 象限來回波動，與 I 和 IV 象限的波動是一樣的，唯一的差別是 II 和 III 象限波動是發(fā)生在光伏倒送電的情況下。

審核編輯 黃宇