在上文《矢量图中的“源网荷储”》一文中，我们以电压矢量为参考标准，把微电网四要素“分布式电源”，“储能”，“负荷”以及“网侧功率”的电流矢量统一画在了一幅矢量图中。
在电力系统分析中，除了这种电压电流矢量图外，我们还有波形图以及四象限图等思考工具。
（来源：微信公众号“黄师傅说电”）
我们先以最基础的电力负荷为例，不论怎样复杂的负荷，最终都可以抽象成电阻、电感或电容的串并联组合。
而流经电感的电流在方向上滞后电压矢量，流经电容的电流却是超前于电压矢量的。
从波形图上看，以电压波形为基准，绘制电流波形如图所示，二者谁在前谁在后的判断标准就看哪条波形先过横轴零点。
如果是纯电感性的负荷，那么电流滞后电压的角度就正好是90°，而纯电容性的负荷，电流超前电压的角度也正好是90°。而阻感性的负荷，滞后的角度介于0~90°之间；阻容性的负荷，超前的角度也是0~90°。
接着我们就可以把波形图上的时序图转化为电压电流向量的矢量图，以电压矢量的方向为横轴，从原点出发构建绘制横纵两条数轴。电流矢量根据在波形图中超前或者滞后电压矢量的角度同步绘制，波形图中的正弦曲线转化为矢量图中的直线。
我们把电流矢量分别向横轴和竖轴进行投影，也就是做垂线，那么一个电流矢量就被分解成了与横轴和纵轴平衡的两个矢量。这一横一纵两个矢量之和，还是电流矢量。
因为横轴的方向就是电压矢量的方向，而电流矢量在其方向的上投影与其同方向。当电压和电流同向时，代表纯阻性，也可以称为这是电流矢量的有功分量。
而纵轴方向和电压矢量垂直，与纵轴平行的电流纵轴矢量投影代表了纯感性或者纯容性，也可以称为这是电流矢量的无功分量。
电力系统习惯把感性无功叫做吸收无功，把容性无功叫做发出无功，再结合负荷是用电还是倒送电状态就可以划分出PQ四象限图。
在象限图里，横轴是有功轴，向右代表P＞0，意为负荷从电网侧受电，这一点也符合电网下的全负荷视角；向左代表P＜0，意为负荷向电网反送电。
而纵轴向上代表Q＞0，意为负荷呈感性，从电网吸收无功；纵轴向下代表Q＜0，意为负荷呈容性，向电网倒送无功；
以电网俯瞰全部负荷，小到一个具体的用电设备，中到一个企业用户，大到一个配电网区域，每时每刻都可以落在四象图中的一个象限。
这一点在四象限电能计量表液晶屏的左上角侧也都有体现。
在没有分布式电源接入时，以某个用户为观察视角，绝大多数都是位于第一象限的运行状态，即有功和无功都从电网获取，因为大多数电力负荷都是呈现阻感性的。
这也是为何成套的配电设备中的无功补偿设备都是电容器组的原因，用并联的电容器对冲感性负荷，在表后实现无功的中和。
也有一些特殊负荷呈现阻容性，那么这个用户的运行区间就位于第四象限。一般计算机负荷呈现容性，所以查看数据中心用户的运行象限就多位于第四象限。
对应这两类用户，如果安装了分布式光伏发电系统，那么余量上网的时候，并不会改变负荷的容感性，但却可以改变用户运行的象限。
也就是说从电网的视角看，整体的用户负荷（含光伏）会运行在第二或第三象限。
我们再看电表的计量，对于有功会计量正向有功和反向有功，而对于无功电量则会按照第I，第II，第III，第IV象限进行计量。
再对应到我们在电费单上常见的正向无功和反向无功，这个正反向多数情况下按照的是有功的正反向，而并非无功的正反向。
也就是说正向无功代表的是第I和第IV象限的无功电量之和，因为这两个象限对应的有功P是大于零的；而反向无功代表的是第II和第III象限的无功电量之和，因为P＜0；
所以如果看到某个用户电费账单上反向无功有不小的数值，那么大概率可以判断出这是一个安装了分布式光伏项目的用户。
最后，再解释一个误区，在电表行业标准的附录页中，对于四象限有这样的图例，在第II象限中显示的是容性，在第III象限中显示的是感性，这似乎和我们刚才解释的在第II象限用户负荷呈现感性，在第II象限用户负荷呈现容性似乎是矛盾的。
其实这是视角的问题，标准考量的是用户整体，包含了分布式电源在内，而我习惯的解释仅仅是电力负荷，并不包含分布式电源。
如果一个用户负荷呈现感性，而且安装了分布式电源，在余量上网的状态下，用户整体会运行在第二象限，但这并不是说用户的电力负荷由感性变成容性了。
我们在矢量图上绘制网侧功率的矢量，可以发现矢量相较于电压矢量的反方向，是超前一个90°以内的角度的，所以整体上呈现容性，而在电源的角度看这叫进相运行，意味着整体负荷犹如一台欠励磁发电机组。在第III象限的分析也是同理。
而至于进相和退相到底代表啥，这和电源侧的设备有关，今后涉及到这部分内容我们再细说。
总之，标准上图例显示没错，只不过两种叙事的角度不同，标准是用户整体的角度，而我习惯单从电力负荷的角度，这样好理解一些。
这篇算是一个思考工具的整体介绍，实则底层的逻辑是电力系统的功率平衡，是时时刻刻的有功平衡以及无功平衡。
我们清楚有功、无功和视在功率可构成功率三角形，但功率平衡并非是视在功率的数值之和相等，而是视在功率的矢量和相等。
我们在矢量图上绘制的各元素的电流矢量，其实一定程度上就代表了视在功率矢量，各矢量首尾相接，形成闭环，这就是矢量和相等。
下面这一个小系统，一个进线支路，三个出线支路，根据基尔霍夫电流定律，进线电流与三路出线电流的矢量和为零。
将进线和出线的有功分量、无功分量还有视在分量单独表示，功率平衡并非是视在功率的数值和相等，而是矢量和相等。
矢量分解后，对应到数值和就是有功和无功的相等，这才是电力系统的功率平衡，而这对儿平衡要求也就诞生了两类辅助服务，一类是与有功平衡有关的调频，一类是与无功平衡有关的调压。
对于一个微电网或者虚拟电厂来说，能够用上网电量进行交易的机会尚还有限，重点还是要放在下网电量的优化，就是降低电费方面。
原标题：波形图-矢量图-象限图
