Загадочный импульс в энергосети Европы раз в 60 секунд связали с ИБП

Учёные из Германии объяснили загадочное явление в европейской энергосети: каждые 60 секунд частота тока слегка снижалась. Причиной оказались источники бесперебойного питания (ИБП) и системы накопления энергии, которые почти одновременно выполняют автоматические тесты. Результаты опубликованы в журнале Nature Energy.

Минутный ритм, не дававший покоя операторам

Немецкий оператор TenneT несколько лет фиксировал очень регулярные просадки частоты, происходившие каждую минуту независимо от времени суток и погоды. Европейская сеть работает на номинальных 50 Гц: если производство превышает потребление, частота растёт, если спрос выше — падает. Отклонения были малы и поставкам не угрожали. Исследователи оценили, что амплитуда около 3 мГц соответствует скоординированному изменению спроса примерно на 80 МВт.

Команда под руководством Дирка Виттхаута из Forschungszentrum Jülich совместно с Кёльнским университетом и Технологическим институтом Карлсруэ изучила измерения более чем в 80 точках кампуса. Чёткий сигнал обнаружился в зданиях с крупными ИБП. Системы управления батареями проводят проверки ровно в начале каждой минуты, что ненадолго увеличивает потребление. Одно устройство незаметно, но тысячи таких устройств, работающих синхронно, складываются в эффект, видимый даже в сети высокого напряжения.

Глобальное явление и роль дата-центров

Аналогичную картину нашли на пяти континентах, в том числе в Европе, Северной Америке, Австралии, Южной Корее и Южной Африке. В Ирландии в 2016–2021 годах амплитуда минутных просадок выросла с примерно 3 до 12 мГц, пока там быстро развивались дата-центры. В 2022 году на них приходилось около 18% потребления электроэнергии в стране. Учёные допускают, что похожее влияние могут оказывать тепловые насосы, кондиционеры и умная бытовая техника, но этого пока не доказано.

Угрозы внезапных отключений нет. Однако повторяющиеся изменения нагрузки могут повышать механический износ турбин на гидроэлектростанциях.

Достаточно обновить программное обеспечение

По мнению исследователей, менять тысячи ИБП или перестраивать сеть не нужно: достаточно распределить тесты во времени, например случайным образом или с небольшими сдвигами. Один из производителей, получивший информацию о находке, подготовил обновление ПО. Оно убрало жёсткую периодичность импульсов в одной из исследованных установок, но не устранило полностью сам механизм скачкообразного потребления.