Исследователи объяснили загадочные сбои в энергосистемах по всему миру

Ученые установили, что регулярные сбои частоты тока каждую минуту по всему миру происходят из-за одновременной самодиагностики сетевых аккумуляторов и источников бесперебойного питания, пишет TechCrunch.

Много лет операторы энергетических систем по всему миру сталкивались с необъяснимой аномалией: каждые 60 секунд частота электрической сети синхронно проседала в Европе, Австралии, США и Малайзии. Крупнейший немецкий оператор системы передачи Tennet Germany обратился за разгадкой к исследователю Дирку Виттхауту из Исследовательского центра Юлих в Германии. Подобные колебания опасны тем, что при отсутствии должного контроля они способны повредить оборудование электростанций, особенно гидротурбины, или спровоцировать масштабные блэкауты.

Первоначально исследователи подозревали гидроэлектростанции, способные создавать сверхнизкочастотные резонансные колебания. Однако механический резонанс непостоянен, тогда как сетевой сигнал повторялся строго каждые 60 секунд. Ученые пришли к выводу, что за процессом стоят внутренние часы устройств. Для проверки гипотезы в кампусе Юлиха установили свыше 80 измерителей качества электроэнергии. Вскоре выяснилось, что минутные скачки исходят от трансформатора, питающего аккумуляторные системы накопления энергии.

Стационарные батареи и источники бесперебойного питания (ИБП) в дата-центрах проверяют свой уровень заряда ровно каждую минуту. Будучи подключенными к интернету, их таймеры работают идеально синхронно, а суммарный импульс миллионов систем ощутимо бьет по сетям. Анализ данных в Ирландии, где к 2022 году дата-центры заняли 18% всей нагрузки энергосистемы, подтвердил гипотезу: минутные провалы частоты там выросли с 3 миллигерц в 2016 году до 12 миллигерц в 2021 году, а затем превысили 20 миллигерц.

Хотя энергосеть Ирландии с частотой 50 герц выдерживает колебания в 200 миллигерц, внезапные просадки на фоне других нагрузок могут довести систему до аварии. Проблема полностью устранима: авторы работы предлагают производителям батарей и ИБП добавить алгоритмическую рандомизацию во время проверки заряда. Похожие микроколебания физики зафиксировали и в устройствах интернета вещей (IoT), включая умные печи и кластеры Raspberry Pi. Однако из-за того, что менее 3% IoT-устройств обновляют прошивку, глобальное решение проблемы потребует вмешательства международных регуляторов.

Нашли ошибку в публикации? Сообщите нам об этом.