変動源の発見
長年にわたり、世界中の電力網運用者は、60秒ごとに正確に発生する電力網の周波数のわずかな低下という不可解な現象に直面してきました。ヨーロッパからオーストラリア、米国に至るまで、さまざまな大陸で観測されたこの反復的なパターンは、電力網の安定性と機器の安全性への潜在的な影響から、専門家の懸念を呼んでいました。
ドイツのユーリッヒ研究センター(Forschungszentrum Jülich)のディルク・フェットハウト氏率いる研究チームが、この謎を解明する任務に取り組みました。水力発電タービンに関連する従来の仮説を除外した後、チームは正確なタイミングで動作するデバイスに焦点を当て、データセンターにある無停電電源装置(UPS)がこの変動の主な原因であることを突き止めました。
なぜこの変動が起こるのか?
UPSシステム、特に大規模なデータセンターで使用されるものは、1分ごとに定期的に充電状態(State-of-Charge)を確認するように設定されています。これらのデバイスはインターネットに接続されているため、内部時計が非常に高い精度で同期されています。複数のデータセンターにある数千台のデバイスが同時にこのチェックを行うと、その影響が蓄積され、電力網の周波数に目に見える変動が生じます。
アイルランドの電力網から得られたデータがこの仮説を裏付けました。同国ではデータセンターが電力の大部分を消費しており、1分ごとの周波数低下の深刻度は、2016年の3ミリヘルツから近年では20ミリヘルツ以上にまで増大していることが観測されました。
これが電力網にとって何を意味するのか?
20ミリヘルツの低下は、電力網の許容範囲(通常最大200ミリヘルツ)内ではわずかに見えるかもしれませんが、他の負荷と重なることで、電力網を不安定な状態や停電へと追い込む可能性があります。また、これらの変動は、敏感な機器に長期的な損傷を与える恐れもあります。
研究者らはメーカーに対し、UPSシステムの充電状態チェックのタイミングを固定するのではなく、ランダム化(Randomization)の機能を加えることを推奨しています。また、チームは、同様の挙動を示す可能性のあるモノのインターネット(IoT)デバイスの普及に伴い、問題が悪化する可能性があると警告しており、将来のエネルギーインフラの安定性を確保するために、世界的な規制介入とソフトウェアのアップデートが必要であると指摘しています。