Исследователи из Forschungszentrum Jülich, Кёльнского университета и Карлсруэского института технологий установили вероятную причину небольших просадок частоты в европейской энергосети, повторяющихся каждые 60 секунд. Их связывают с крупными аккумуляторными системами, которые одновременно проверяют состояние заряда. Результаты работы опубликованы в Nature Energy.
Немецкий оператор Tennet наблюдал это явление несколько лет. Отклонения не угрожали безопасности сети, но были хорошо измеримыми и слишком регулярными. Команда под руководством Дирка Виттхаута рассуждала, что точный минутный цикл должен создаваться процессом, привязанным к часам. Кроме того, заметный эффект способно дать только совпадение потребления у множества устройств, а не действия одного генератора или потребителя.
Ключ к разгадке дал исследовательский Living Lab Energy Campus в Юлихе. Учёные установили измерительные точки на конечных устройствах в восьмидесяти местах. Периодическая картина обнаружилась именно там, где крупные аккумуляторы обеспечивают бесперебойное питание. При детальном изучении одной системы выяснилось, что проверка заряда создаёт всплеск потребления в начале каждой минуты.
Обязательных стандартов для таких проверок нет. Виттхаут предполагает, что производители независимо выбрали разумный на их взгляд интервал в минуту и одинаковое время запуска. При этом аккумуляторы могут быть лишь частью причины: исследователи не исключают похожей синхронизации у кондиционеров, тепловых насосов, стиральных и посудомоечных машин. По их данным, явление носит не только европейский, но и глобальный характер.
Колебания уже влияют на гидроэлектростанции: краткий рост спроса замедляет турбины, после чего они снова разгоняются, увеличивая износ. В Ирландии, где центры обработки данных с крупными аккумуляторами потребляют около пятой части электричества, амплитуда минутного сигнала с 2016 по 2021 год выросла вчетверо.
Предлагаемое решение простое: запускать проверки не одновременно в начале минуты, а распределять их случайным образом. Это должно уменьшить синхронные всплески спроса и связанную нагрузку на оборудование энергосистемы.