Раз в минуту частота в сетях падает: виновата синхронность ИБП

Такая точность требовала часов. Тогда на территории кампуса в Юлихе установили более 80 умных измерителей качества электроэнергии. Там есть и батарейные накопители, выполняющие роль источников бесперебойного питания (ИБП). Измерения на трансформаторе накопителя показали пик каждую минуту, как и в больших сетях.

Оказалось, что многие стационарные батареи, от ИБП в дата-центрах до крупных сетевых накопителей, проверяют уровень заряда раз в минуту. Поскольку устройства подключены к интернету, их часы почти идеально синхронны. Одна проверка незаметна, но когда они происходят одновременно, возмущение становится заметным.

Пример Ирландии

Доказательства нашлись в данных Ирландии. В 2022 году на дата-центры приходилось 18% нагрузки сети страны. Ежеминутный провал частоты вырос с 3 мГц в 2016 году до 12 мГц в 2021-м, а недавно некоторые превышали 20 мГц. Ирландская сеть на 50 Гц рассчитана на отклонения ±200 мГц, хотя оператор предпочитает держаться в пределах 100 мГц. Сами по себе 20 мГц немного, но вместе с другими нагрузками они могут приблизить сеть к условиям блэкаута.

Проблему можно полностью предотвратить: исследователи советуют производителям ИБП и сетевых батарей добавить случайность в расписание проверок. Но явление может сохраниться: периодические колебания обнаружили и у IoT-устройств, от умной духовки до кластеров Raspberry Pi. Исправление сводится к обновлению ПО, однако, по недавнему исследованию, менее 3% IoT-устройств работают на актуальной прошивке. Регуляторам, возможно, придётся вмешаться, но из-за глобального характера проблемы нужна международная координация.