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(tài)時，有功功率為正，功率因數即為正；在發(fā)電狀態(tài)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(tài)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(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(tài)），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(fā)電量大于自身負載用電量（即發(fā)電狀態(tài)），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(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，當光伏發(fā)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(tài)（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(tài)（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：

A、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。

B、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(fā)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。

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