Открытие источника возмущений
На протяжении многих лет операторы электросетей по всему миру сталкивались с загадочным явлением: незначительным падением частоты в сети, которое происходило с предельной точностью каждые 60 секунд. Этот повторяющийся паттерн, зафиксированный на разных континентах — от Европы до Австралии и США, — вызвал обеспокоенность экспертов из-за его потенциального влияния на стабильность сети и сохранность оборудования.
Исследовательская группа под руководством Дирка Фетхаута из Исследовательского центра Юлиха (Forschungszentrum Jülich) в Германии взялась за решение этой загадки. Отбросив традиционные гипотезы, связанные с гидроэлектротурбинами, команда сосредоточила внимание на устройствах, работающих с точной синхронизацией времени, и пришла к выводу, что системы бесперебойного питания (ИБП), установленные в центрах обработки данных, являются основным виновником этих возмущений.
Почему возникают эти колебания?
Системы ИБП, особенно те, что используются в крупных центрах обработки данных, периодически проверяют состояние заряда (State-of-Charge) каждую минуту. Поскольку эти устройства подключены к интернету, их внутренние часы синхронизированы с высокой точностью. Когда тысячи устройств в различных центрах обработки данных выполняют эту проверку в один и тот же момент, их суммарный эффект создает ощутимое возмущение частоты в электрической сети.
Данные, полученные из ирландской энергосистемы, подтвердили эту гипотезу: центры обработки данных потребляют значительную часть электроэнергии страны, и было замечено, что интенсивность минутного падения частоты увеличилась с 3 мГц в 2016 году до более чем 20 мГц в последние годы.
Что это означает для энергосетей?
Хотя падение на 20 мГц может показаться незначительным в пределах допустимой нагрузки сети (которая обычно составляет до 200 мГц), его накопление с другими нагрузками может привести сеть к состоянию нестабильности или отключению электроэнергии. Кроме того, эти возмущения могут нанести долгосрочный ущерб чувствительному оборудованию.
Исследователи рекомендуют производителям добавить функцию «рандомизации» в тайминг проверки состояния заряда в системах ИБП, вместо того чтобы заставлять их работать по фиксированному графику. Команда также предупредила, что проблема может усугубиться с распространением устройств интернета вещей (IoT), которые могут демонстрировать схожее поведение, что требует регуляторного вмешательства и глобальных обновлений программного обеспечения для обеспечения стабильности энергетической инфраструктуры в будущем.