Энергосистемы разных стран годами фиксировали загадочные падения частоты, которые происходили с интервалом ровно в одну минуту. Такие колебания одновременно наблюдались в сетях Европы, Австралии, США и Малайзии. Как сообщает TechCrunch, разгадкой явления занялись исследователи немецкого научного центра «Юлих» во главе с Дирком Витхаутом.
Небольшие отклонения частоты сами по себе не считаются необычными, однако их регулярность вызывала опасения. При слишком сильных колебаниях или неверной реакции операторов энергосистемы возможны перебои с электроснабжением. Даже без отключений такие процессы способны повредить оборудование электростанций, особенно турбины гидроэлектростанций.
Сначала специалисты предположили, что причиной могут быть гидроэлектростанции и возникающие в них сверхнизкочастотные колебания. Компьютерное моделирование подтвердило, что подобный механизм способен создавать пик раз в минуту, но не объяснило, почему он сохраняется так долго. Тогда исследователи пришли к выводу, что столь точная периодичность должна быть связана с работой устройств, синхронизированных по времени.
Для проверки этой версии ученые установили более 80 счетчиков качества электроэнергии на территории кампуса в Юлихе. Приборы измеряли частоту, напряжение, силу тока и мощность с интервалом в три секунды. На трансформаторе, подключенном к аккумуляторной системе хранения энергии, они обнаружили тот же минутный пик, который ранее фиксировали в крупных энергосетях.
Выяснилось, что многие стационарные аккумуляторы, включая источники бесперебойного питания (ИБП) в центрах обработки данных, каждую минуту проверяют уровень заряда. Поскольку такие устройства подключены к интернету, их внутренние часы работают почти синхронно, и одновременная проверка создает заметное суммарное возмущение. Подтверждением стали данные Ирландии: к 2022 году центры обработки данных обеспечивали 18% нагрузки национальной сети, а с 2016 по 2021 год минутное падение частоты выросло с 3 до 12 миллигерц, причем позднее в отдельных случаях превышало 20 миллигерц.
Исследователи считают, что проблему можно устранить программно. Производителям ИБП и крупных аккумуляторных систем предлагают добавить случайный разброс во время проверки уровня заряда, чтобы устройства не выполняли операцию одновременно. Похожая периодичность обнаружилась и у устройств интернета вещей (IoT), включая умные духовки и кластеры компьютеров Raspberry Pi, однако менее 3% таких устройств работают на последней версии программного обеспечения, поэтому для решения проблемы может потребоваться координация регуляторов разных стран.