Pētnieki atrisinājuši pasaules koordinētu elektroenerģijas tīkla traucējumu noslēpumu

Attēls: TechCrunch · Avots

Vācijas pētnieku grupa atklāja, ka interneta pieslēgtu rezerves barošanas bloku (UPS) un akumulatoru sistēmu sinhronizētas uzlādes stāvokļa pārbaudes izraisa koordinētas frekvences kritumus ik pēc 60 sekundēm elektroenerģijas tīklos visā pasaulē.

Gadu gaitā elektroenerģijas tīklu vadītāji visā pasaulē ir bijuši nesaprašanā par nelieliem, koordinētiem frekvences kritumiem, kas notiek ik pēc 60 sekundēm. Šie smalkie kritumi vienlaikus parādījās visos kontinentos — no Eiropas līdz Austrālijai, ASV un Malaizijai, radot ekspertu apjukumu un bažas par tīkla stabilitāti.

Dirks Vitauts un viņa komanda no Forschungszentrum Jülich Vācijā veica plašu izpēti pēc tam, kad šo mīklu no Vācijas lielākā pārvades sistēmas operatora Tennet Germany saņēma. Apzinoties, ka tīkla frekvencei jāpaliek precīzās robežās, lai novērstu melnās izslēgšanas vai aprīkojuma bojājumus, pētnieki sākotnēji aizdomājās par hidroelektrostacijām, kuras vēsturiskā skatījumā saistītas ar ļoti zemas frekvences svārstībām turbīnas rezonanses dēļ.

Veicot modelēšanu Skandināvijas tīklā, viņi atklāja apstākļus, kuros hidroelektrostacijas var radīt rezonansi reizi minūtē. Taču šī veida mehāniskās rezonanses parasti svārstās un nav tik precīzi atkārtojamas kā novērots. Precīzā minūtes intervāla daba norādīja uz avotu, kuru kontrolē precīzs pulkstenis.

Lai to izpētītu, komanda uzstādīja vairāk nekā 80 viedus jaudas kvalitātes mērītājus savā vietējā kampauss, aprīkotu ar dažādām enerģijas sistēmām, tostarp akumulatoru uzglabāšanas sistēmām un beztraucējumu barošanas blokiem (UPS). Dati atklāja, ka traucējumi sasniedz maksimumu tieši ik minūti un sakrīt ar lielāku tīklu modeļiem.

Izšķirošā atklāsme bija secinājums, ka daudzi stacionārie akumulatori un datu centru UPS vienības visā pasaulē veic sinhronizētas uzlādes stāvokļa pārbaudes ik pēc 60 sekundēm. Tā kā šie aprīkojumi ir pieslēgti internetam, to pulksteņi ir gandrīz perfektā sinhronizācijā, izraisot vienlaicīgus nelielus elektrības traucējumus, kas kopumā kļūst pamanāmi plašos elektroenerģijas tīklos.

Koncentrējoties uz Īriju, kur datu centri patērē aptuveni 18% tīkla noslodzes, tika analizēti tīkla dati no 2016. līdz 2021. gadam. Atklāja, ka šo ikminūtes frekvences kritumu amplitūda ir četrkāršojusies no 3 līdz 12 millihertziem (mHz), un nesenie kritumi pārsniedz 20 mHz. Lai gan Īrijas 50 Hz tīkls var izturēt svārstības līdz 200 mHz, daudzu sinhronizētu traucējumu kopējā ietekme var novest sistēmu pie nestabilitātes riska.

Pētnieki piedāvā vienkāršu risinājumu: ražotājiem jāievieš nejaušības elements uzlādes stāvokļa pārbaudes laikos UPS un tīkla lielapjoma akumulatoru sistēmās, lai izvairītos no sinhronizētas ietekmes. Lai gan UPS ir galvenie traucējumu radītāji pašlaik, līdzīgus efektus var izraisīt arī IoT ierīces, kas veic sinhronizētas darbības bieži. Tomēr IoT ierīces bieži paliek neaizsargātas un mazāk nekā 3% darbojas ar jaunāko programmaparatūru.

Šī parādība, kas ir globāla, liecina, ka regulatīvās atbildes prasīs starptautisku koordināciju. Lai gan cēloņi tagad ir saprasti, šo smalko, bet plaši izplatīto traucējumu mazināšana būs būtiska turpmākas tīkla noturības nodrošināšanai.

Avots: TechCrunch, 2026. gada novembris.