無功補償四象限含義

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。其核心目的是幫助判斷電網中能量的流向及負載性質，從而采取相應的補償措施。

在GB/T 17215.323-2022標準中（上圖），功率因數的正負是由有功功率的方向決定的，當處于用電狀態時，有功功率為正，功率因數即為正；在發電狀態有功功率為負，則功率因數也為負。有些功率因數控制器為了能更好的體現以及方便客戶直觀的感受，會根據無功功率的正負顯示功率因數，即感性為正，容性為負，方便客戶直觀了解當前狀態無功補償是不足還是超補了。

GB/T 17215.323-2022標準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，其原因是標準的II和III象限是站在發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載情況理解。

以下是四象限控制器的具體含義及典型應用場景：

1.象限Ⅰ（+P，+Q）：此象限常見于負載還需從電網側吸收有功功率（即用電狀態），且功率因數處于滯后，需要投入電容器進行無功補償或者已經補償到位（功率因數>0.9）的情況。

2.象限Ⅱ（-P，+Q）:此象限常見于光伏并網，當光伏發電量大于自身負載用電量（即發電狀態），出現向電網進行倒送電，負載不從電網側吸收有功功率，導致無功功率占比增大，此時功率因數大概率變差，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，當光伏發電量大于自身負載用電量，出現向電網進行倒送電，即負載不從電網側吸收有功功率，且功率因數處于超前狀態（即控制器功率因數前出現“-”的情況），即電容過補了。

4.象限Ⅳ（+P，-Q）：此象限常見于負載還需從電網側吸收有功功率，且功率因數處于超前狀態（即控制器功率因數前出現“-”的情況），電容也過補了。

注意：在沒有光伏的前提下，不可能出現第二象限和第三象限的情況，如果有這種情況出現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，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，但是只要功率因數達標就不會有問題。如果出現在第三或第四象限，若功率因數絕對值大于0.9，不管正負都不會出現力調電費罰款。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仍能大于0.9。同時，當出現在I和IV兩個象限之間來回擺動時（詳見圖3陰影部分），此時說明負載在波動，導致功率因數在1附近波動：

1. 若波動不大，比如在±0.9之內，可以不處理，說明功率因數已經很理想了。
2. 若波動幅度超過±0.9，則需要處理，否則可能會導致力調電費罰款

此時有以下幾種可能功率因數波動很大

1. 負載很小，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。（大多數情況下可以不處理，因為負載很小，雖然功率因數很差，但實際負載小，無功也不大，這種情況大多數發生在工廠下班時段，上班后負載還是能大起來，就基本不用處理，因為電力公司的力調電費罰款是依據一個月的平均功率因數，只要上班時段功率因數達標，基本可以忽略下班時段的功率因數）
2. 負載已經比較大，電容也不大，還是導致功率因數劇烈波動：此時大概率是諧波導致，諧波無功電容是無法補償的，諧波比較大時（比如THD超過40%），若控制器能測量諧波無功，就會功率因數波動很大。因為此時很可能基波無功已經補償到位了，功率因數低是因為諧波無功導致，負載變化導致基波功率在1附近正負微小波動（滿足電力公司要求），會帶著諧波無功大幅度波動，導致看到功率因數劇烈波動，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，否則功率因數大概率無法達標，會產生力調電費罰款。
3. 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象限波動是發生在光伏倒送電的情況下。