Små frekvensfald på elnettet har i årevis ramt på præcis samme tidspunkt i lande på tværs af verden. Nu har forskere fundet en forklaring på det usædvanlige mønster, skriver TechCrunch.
Hvert 60. sekund faldt frekvensen en smule. Det skete ikke bare ét sted, men på elnet i blandt andet Europa, USA, Australien og Malaysia. Mønstret fik forsker Dirk Witthaut fra Forschungszentrum Jülich i Tyskland til at gå ind i sagen, efter at den tyske transmissionsoperatør Tennet Germany bad ham undersøge problemet.
Frekvensudsving på elnet er ikke ukendte, men de kan være alvorlige. Hvis udsvingene bliver for store, eller hvis netoperatører reagerer forkert, kan det i værste fald føre til strømafbrydelser. Også mindre udsving kan skade udstyr på kraftværker, især vandkraftturbiner.
Jagten begyndte ved vandkraften
Forskerne undersøgte først vandkraft, fordi den type anlæg historisk har været en væsentlig kilde til såkaldte ultra-lave frekvenssvingninger. Holdet brugte en computermodel af et vandkraftværks kontrolsystem på det skandinaviske elnet for at teste teorien.
De fandt forhold, der kunne skabe en resonans med toppe én gang i minuttet. Men forklaringen holdt ikke hele vejen. Mekaniske resonanser plejer at komme og gå, mens signalet her blev ved med at dukke op minut efter minut uden afvigelser.
Det fik forskerne til at overveje, om der måtte være en fælles tidsstyring bag. Noget, der arbejdede efter et ur, kunne bedre forklare, hvorfor forstyrrelsen kom så regelmæssigt.
Målinger på campus gav svaret
Forskerne satte derefter mere end 80 intelligente målere op på Jülich-campus, hvor der både er mellem- og lavspændingslinjer, transformere, solceller, batterilagre og nødstrømsanlæg. Målerne registrerede blandt andet frekvens, spænding, strøm og effekt hvert tredje sekund.
Her dukkede svaret op. Målingerne ved transformeren tilknyttet et batterilager viste toppe hvert minut – præcis som på de store elnet.
Forklaringen er ifølge forskerne, at mange stationære batterier, fra UPS-anlæg i datacentre til store batterianlæg på elnettet, tjekker deres ladetilstand hvert minut. Fordi enhederne er koblet på internettet, er deres ure næsten perfekt synkroniserede. Hver enkelt kontrol er næsten umærkelig, men når mange gør det samtidig, kan det ses på elnettet.
Irland viste udviklingen tydeligt
For at undersøge om UPS-anlæg var hovedforklaringen, gik holdet videre til data fra netoperatører. I Irland fandt de et tydeligt spor, fordi datacentre fylder stadig mere i elforbruget.
I 2022 stod datacentre for 18 procent af belastningen på det irske elnet, og hvert anlæg er forsynet af mange UPS-enheder. Mellem 2016 og 2021 voksede de minutvise frekvensfald på det irske elnet fra 3 milli-Hertz til 12 milli-Hertz. Senere er nogle fald kommet over 20 milli-Hertz.
Det irske 50 Hz-net er bygget til udsving på plus eller minus 200 milli-Hertz, selv om operatøren helst vil holde dem inden for 100 milli-Hertz. Forskerne peger derfor på, at problemet kan forebygges ved at lade batterierne tjekke ladetilstand med lidt tilfældig forskydning i stedet for præcis på minuttet. Holdet fandt også periodiske strømudsving i IoT-enheder som en smart ovn og Raspberry Pi-klynger, og her vurderer forskerne, at en softwareopdatering kan være nok. Men fordi mange IoT-enheder ikke bliver opdateret, kan problemet ifølge forskerne hænge ved i årevis.