Енергомережі по всьому світу поводяться дивно кожні 60 секунд: вчені знайшли причину

Ми сприймаємо як належне великі електричні мережі, що забезпечують енергією майже всі довкола. Але понад 10 років енергомережі у всьому світі поводяться дивно. Кожні 60 секунд вони пульсують: відбувається невелика зміна частоти струму, яка зникає, щоб через хвилину повторитися знову. Це явище спостерігається в енергосистемах фізично не пов'язаних один з одним. Тепер вчені знайшли причину цього явища. Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature Energy, пише ScienceAlert.

Електрична мережа постійно перебуває у стані крихкої рівноваги: у будь-який момент часу обсяг електроенергії, що виробляється, повинен точно відповідати обсягу її споживання. Але іноді обсяг споживання зростає, хоча оператори енергомереж навчилися прогнозувати подібні ситуації.

І все ж таки часто навантаження на електричну мережу під час пікового споживання може значно зростати. Ці коливання впливають на частоту змінного струму в електромережі: зазвичай вона становить 50 чи 60 герц, залежно від регіону світу. Коли попит перевищує пропозицію, частота падає, але коли пропозиція перевищує попит — зростає.

У 2014 році вчені виявили у Скандинавії незвичайні коливання частоти струму в електромережі з хвилинним інтервалом. Спочатку такі коливання пов'язували з роботою гідроелектростанцій, проте аналогічні закономірності виявились і в енергосистемах у континентальній Європі, Великій Британії, Австралії та США.

Коливання були невеликими, але напрочуд стійкими: вони повторювалися з вражаючою точністю в енергосистемах, які сильно відрізнялися за розміром та конфігурацією, а також були ізольованими один від одного.

Щоб розібратися в ситуації, автори дослідження проаналізували дослідницький центр у Німеччині. 60-секундний ритм виявився у чотирьох будинках, у кожному з яких були встановлені джерела безперебійного живлення. У тих же будинках, де подібних систем не було, нічого подібного не спостерігалося.

Дослідники виявили, що акумулятори видають короткочасні імпульси струму з інтервалом рівно одну хвилину. Їм удалося простежити шлях цих коливань через електричну мережу будівлі аж до точки підключення до загальної високовольтної енергосистеми. Виявилося, що причиною таких коливань є те, що джерела безперебійного живлення проводять планову перевірку акумуляторів. Це викликає невеликі, але цілком фіксовані стрибки попиту на електроенергію. І відбувається це кожні 60 секунд.

Вчені вважають, що синхронізація таких перевірок на різних континентах пов'язана з тим, що цифрові пристрої можуть синхронізувати свій внутрішній годинник за зовнішніми сигналами точного часу. В результаті системи, що працюють незалежно один від одного, можуть одночасно приступати до виконання одних і тих же завдань одночасно, але в різних місцях.

Коли багато пристроїв починають діяти синхронно, їх сумарне енергоспоживання може вплинути на всю енергосистему.

Цю гіпотезу ще доведеться перевірити. Але якщо вона вірна, то подібні коливання частоти струму можуть з часом вивести з ладу енергосистеми через підвищене навантаження.

Інші новини науки

• Фрукти у вашій мисці – це цукрова бомба: сотні років тому їх не можна було їсти сирими.