И ма много неща в модерния живот, които приемаме за даденост - и вероятно на първо място сред тях са гигантските електрически мрежи. В продължение на повече от 10 години обаче тези мрежи правеха нещо изключително странно.
На всеки 60 секунди в тях бе отчитан прецизен и ритмичен „пулс“ - лека промяна в честотата на тока, която угасва, само за да се появи отново точно след една минута.
Феноменът не бе ограничен до една държава. Изключително прецизното трептене бе засечено в напълно изолирани една от друга електрически мрежи в континентална Европа, Великобритания, Скандинавия, САЩ и Австралия. Тази абсолютна точност изключваше случайността, превръщайки се в една от най-трайните загадки в енергетиката.
Ново изследване на физици от Университета в Кьолн, публикувано в престижното списание Nature Energy, най-накрая дава отговор на гатанката. И той се оказва изненадащо банален.
Виновникът: Автоматичните проверки на батериите
Всяка минута хиляди непрекъсваеми източници на захранване (UPS системи) - използвани като резервен вариант в болници, дата центрове и изследователски лаборатории - извършват рутинни вътрешни проверки на батериите си.
Макар всяка отделна проверка да консумира нищожно количество енергия, тяхната автоматична синхронизация създава малки, но измерими скокове в търсенето на ток по цялото земно кълбо.
„Дори най-безобидните контролни рутини могат да станат системно значими, когато огромен брой устройства действат синхронизирано. Непредвидената синхронизация може да генерира повтарящи се и потенциално засилващи се колебания в големите енергийни системи“, обяснява ръководителят на изследването д-р Дирк Витхаут.
Как цифровите часовници объркаха световната енергетика
Електрическата мрежа е в постоянно състояние на фин баланс. Във всеки един момент произведената електроенергия трябва стриктно да съвпада с консумираната. Когато търсенето превиши предлагането, честотата на тока (обикновено 50 или 60 херца) спада; когато предлагането превиши търсенето - тя се покачва.
Във Великобритания например отдавна съществува феноменът „TV pickup“ - масовият скок в консумацията на ток, когато милиони хора пускат електрическите кани за чай по време на рекламите на големи футболни мачове или кралски събития.
Но защо UPS системите по целия свят правят проверките си едновременно?
Отговорът се крие в дигиталната синхронизация на часовниците. Съвременните устройства сверяват вътрешните си часовници чрез външни интернет сигнали за точно време. По този начин хиляди напълно независими системи в различни среди и държави започват да извършват програмираните си задачи в един и същ момент.
Витхаут и екипът му откриват следата, докато анализират измервания в изследователския център „Юлих“ в Германия. 60-секундният пулс се появявал единствено в сградите с инсталирани UPS системи. След разговор с производителя, компанията потвърждава, че софтуерът прави точно такива 60-секундни автоматични тестове.
Опасно ли е това за мрежата?
Към момента тези колебания от няколко милихерца не застрашават стабилността на електропреносната мрежа. Учените обаче предупреждават, че с навлизането на все повече умни устройства, големи батерийни паркове и дейта центрове, ефектът може да се засили и да доведе до износване на оборудване като хидротурбините.
За щастие, решението е лесно. След като учените се свързали с един от големите производители на UPS оборудване, компанията вече пусна софтуерен ъпдейт, който прави интервалите между проверките леко случайни, премахвайки перфектната синхронизация.
Мистерията е разгадана - вече можем спокойно да си направим чаша чай, стига да не пускаме всички електрически кани в една и съща секунда.
