Nature Energy: минутную пульсацию частоты сетей связали с синхронными самотестами батарей в ИБП

Группа под руководством физика Дирка Витхаута из Кёльнского университета (Германия) сообщила о вероятном происхождении минутных колебаний частоты в электросетях по всему миру. Работа опубликована в Nature Energy. По данным авторов, синхронизированное по часам управляющее ПО в цифровых энергетических устройствах, прежде всего в источниках бесперебойного питания (ИБП) и системах накопления энергии на батареях, создаёт периодические пики потребления мощности, которые могут порождать наблюдаемую картину nature.comNature Energynature.comОткрыть источник ↗.

Пульсация видна во временных рядах частоты сетей на пяти континентах, включая физически изолированные друг от друга системы. Минутные колебания частоты задокументировали в Скандинавии не позже 2014 года. Их связывали с гидроэнергетическими установками, но одна гидроэнергетика не объясняла картину в других сетях, в том числе в континентальной Европе, Великобритании, Австралии и США.

Измерения в Forschungszentrum Jülich

Исследователи проанализировали измерения электропотребления с высоким разрешением в зданиях кампуса Forschungszentrum Jülich в Германии. Шестидесятисекундная картина проявилась в четырёх зданиях, и во всех были ИБП. В зданиях без таких систем её не было.

Команда зафиксировала короткие импульсы тока от батарей с интервалом в одну минуту и проследила вызванные ими колебания по электросети одного здания до подключения к общественной высоковольтной сети. По данным авторов, пики распространяются между уровнями напряжения. Позднее производитель подтвердил причину: плановые самотесты батарей, которые автоматически запускает управляющее ПО nature.comNature Energynature.comОткрыть источник ↗.

Синхронность объясняют часами: цифровые устройства могут сверять внутренние часы с внешними сигналами времени, поэтому независимо работающие системы способны выполнять задания по расписанию одновременно. Авторы отмечают, что это объяснение нужно проверить на других объектах.

Амплитуда, износ и меры

Амплитуда колебаний за последние годы заметно выросла в ряде сетей. Авторы связывают это с износом гидроэнергетических установок и с обсуждением более строгих требований к регулированию частоты. Типичная амплитуда составляет несколько миллигерц, что исследователи называют относительно небольшой.

Они предупреждают, что рост числа батарейных накопителей, дата-центров и устройств интернета вещей может усилить такие киберфизические колебания мощности. В качестве меры авторы предлагают улучшить управление в источнике, например вносить небольшие вариации в расписание ПО. Они связались с производителем одной из выявленных систем, и тот выпустил обновление ПО, ослабившее строгую периодичность проверок nature.comNature Energynature.comОткрыть источник ↗.