Упродовж понад десяти років дослідники фіксували незвичне явище: електромережі в різних частинах світу майже щохвилини демонстрували невеликі, але надзвичайно регулярні коливання частоти. Причому це відбувалося навіть у мережах, які фізично не з’єднані між собою. Тепер науковці, схоже, знайшли пояснення загадці — причиною можуть бути автоматичні перевірки акумуляторів у системах безперебійного живлення. Дослідження команди фізика Дірка Віттаута з Кельнського університету опубліковане в журналі Nature Energy. Науковці з’ясували, що деякі джерела безперебійного живлення (UPS), які використовують у лікарнях, дата-центрах і наукових установах, щохвилини проводять автоматичне тестування батарей. Під час таких перевірок виникають короткочасні стрибки споживання електроенергії. Окремо вони настільки незначні, що практично непомітні. Однак велика кількість пристроїв, які виконують перевірки одночасно, створює синхронізоване навантаження. Воно й спричиняє регулярні коливання частоти в електромережі. Як резервні батареї впливають на електромережі Частота електричного струму в мережах зазвичай становить 50 або 60 Гц залежно від країни. Енергосистеми мають постійно балансувати між виробництвом і споживанням електроенергії. Коли попит перевищує пропозицію, частота знижується, а коли виробництво переважає споживання — зростає. Зазвичай такі коливання невеликі й нерегулярні. Проте дослідники помітили, що в різних країнах вони повторюються з дивовижною точністю кожні 60 секунд. Перші свідчення цього явища з’явилися щонайменше у 2014 році в Скандинавії. Спочатку його пов’язували з роботою гідроелектростанцій, але аналогічні сигнали виявили також у континентальній Європі, Великій Британії, Австралії та США. Щоб знайти джерело коливань, команда Віттаута проаналізувала високоточні вимірювання електроспоживання в будівлях дослідницького кампусу Forschungszentrum Jülich у Німеччині. Характерний щохвилинний сигнал виявили у чотирьох будівлях, де були встановлені системи безперебійного живлення. У приміщеннях без такого обладнання аналогічного ефекту не спостерігали. Подальший аналіз показав, що акумулятори створювали невеликі імпульси струму з інтервалом рівно в одну хвилину. Дослідникам вдалося простежити ці коливання через внутрішню електромережу однієї з будівель аж до її підключення до громадської високовольтної мережі. Згодом виробник обладнання підтвердив, що причиною були автоматичні самоперевірки батарей. Чому пристрої працюють синхронно Ключ до розгадки — синхронізація внутрішніх годинників цифрових пристроїв. Вони можуть налаштовувати час за зовнішніми сигналами, тому обладнання в різних будівлях і навіть країнах здатне запускати заплановані процедури одночасно. Поки що такі коливання не становлять безпосередньої загрози стабільності електромереж. Їхня амплітуда зазвичай вимірюється лише кількома мілігерцами. Однак дослідники попереджають, що зі збільшенням кількості систем накопичення енергії, дата-центрів та підключених до інтернету пристроїв проблема може посилитися. Крім того, власна динаміка енергосистем здатна підсилювати коливання, що потенційно збільшує зношування обладнання, зокрема турбін гідроелектростанцій. Одним із можливих рішень науковці називають зміну програмного забезпечення: замість одночасного запуску перевірок виробникам варто передбачити невеликі випадкові затримки в розкладі роботи пристроїв. Це дозволить уникнути пікових навантажень. Виробник однієї з досліджених систем уже випустив оновлення програмного забезпечення, яке послаблює сувору періодичність перевірок акумуляторів. Водночас механізм ще потрібно перевірити на інших об’єктах, щоб підтвердити, наскільки широко він пояснює аналогічні коливання в різних країнах. Результати дослідження свідчать, що навіть звичайні автоматичні процедури можуть впливати на великі енергосистеми, якщо тисячі пристроїв виконують їх синхронно.