无功补偿四象限含义

无功补偿控制器中的“四象限”是基于有功功率（P）和无功功率（Q）的流动方向划分的工作状态。其核心目的是帮助判断电网中能量的流向及负载性质，从而采取相应的补偿措施。

在 GB/T 17215.323-2022 标准中（上图），功率因数的正负是由有功功率的方向决定的，当处于用电状态时，有功功率为正，功率因数即为正；在发电状态有功功率为负，则功率因数也为负。有些功率因数控制器为了能更好的体现以及方便客户直观的感受，会根据无功功率的正负显示功率因数，即感性为正，容性为负，方便客户直观了解当前状态无功补偿是不足还是超补了。

	正无功(+Q) 滞后（感性负载）	负无功（-Q) 超前（容性负载） 过补
正有功(+P) 用电	I象限	IV象限
负有功(-P) 发电	II象限	III象限

GB/T 17215.323-2022 标准文本中定义的四象限图如下所示，与我们前面的描述有些出入：其 II 和 III 象限的感性、容性描述正好与我们上面的描述相反，其原因是标准的 II 和 III象限是站在发电厂的角度谈感性和容性，我们的描述是站在用户的角度谈感性和容性，更方便用户对自己实际负载情况理解。

以下是四象限控制器的具体含义及典型应用场景：

1.象限Ⅰ（+P，+Q）：此象限常见于负载还需从电网侧吸收有功功率（即用电状态），且功率因数处于滞后，需要投入电容器进行无功补偿或者已经补偿到位（功率因数>0.9）的情况。

2.象限Ⅱ（-P，+Q）:此象限常见于光伏并网，当光伏发电量大于自身负载用电量（即发电状态），出现向电网进行倒送电，负载不从电网侧吸收有功功率，导致无功功率占比增大，此时功率因数大概率变差，也需要投入更多的电容进行补偿（比没有光伏发电时要补更多的电容）。

3.象限Ⅲ（-P，-Q）：此象限常见于光伏并网，当光伏发电量大于自身负载用电量，出现向电网进行倒送电，即负载不从电网侧吸收有功功率，且功率因数处于超前状态（即控制器功率因数前出现“-”的情况），即电容过补了。4.象限Ⅳ（+P，-Q）：此象限常见于负载还需从电网侧吸收有功功率，且功率因数处于超前状态（即控制器功率因数前出现“-”的情况），电容也过补了。

注意：在没有光伏的前提下，不可能出现第二象限和第三象限的情况，如果有这种情况出现需要考虑接线是否正确（电压线与电流线不能同相）；如果有光伏并网，原先处于第一象限可能会变换到第二象限；原先在第四象限可能变换到第三象限，但是只要功率因数达标就不会有问题。如果出现在第三或第四象限，若功率因数绝对值大于 0.9，不管正负都不会出现力调电费罚款。若从电容的使用寿命考虑，可以切除部分电容，让其回到第一象限或者第二象限。此前提必须得保障回到第一或第二象限时功率因数仍能大于 0.9。同时，当出现在 I 和 IV 两个象限之间来回摆动时（详见图 3 阴影部分），此时说明负载在波动，导致功率因数在 1 附近波动：

A、若波动不大，比如在±0.9 之内，可以不处理，说明功率因数已经很理想了。

B、若波动幅度超过±0.9，则需要处理，否则可能会导致力调电费罚款此时有以下几种可能功率因数波动很大

（1） 负载很小，电容太大，不补是滞后小于 0.9；补的话，就变成超前0.9，过补了==》理想解决方案：更换电容，把电容容量变小。（大多数情况下可以不处理，因为负载很小，虽然功率因数很差，但实际负载小，无功也不大，这种情况大多数发生在工厂下班时段，上班后负载还是能大起来，就基本不用处理，因为电力公司的力调电费罚款是依据一个月的平均功率因数，只要上班时段功率因数达标，基本可以忽略下班时段的功率因数）

（2） 负载已经比较大，电容也不大，还是导致功率因数剧烈波动：此时大概率是谐波导致，谐波无功电容是无法补偿的，谐波比较大时（比如 THD 超过 40%），若控制器能测量谐波无功，就会功率因数波动很大。因为此时很可能基波无功已经补偿到位了，功率因数低是因为谐波无功导致，负载变化导致基波功率在 1 附近正负微小波动（满足电力公司要求），会带着谐波无功大幅度波动，导致看到功率因数剧烈波动，这种情况下只能通过谐波治理，降低谐波比例，才能解决问题，否则功率因数大概率无法达标，会产生力调电费罚款。

C、同理，在 II 和 III 象限来回波动，与 I 和 IV 象限的波动是一样的，唯一的差别是 II 和 III 象限波动是发生在光伏倒送电的情况下。

审核编辑 黄宇