夕阳下的高压输电塔,电线横跨天空

· 译自西班牙语原文

电网

每分钟检查一次电量的电池,解释了电网频率的周期性下滑

据TechCrunch报道,Jülich的研究团队把多国电网频率每60秒一次的下降,追溯到数据中心里会在同一时刻检查电量的UPS设备。只需把检查的时间表随机化就够了。

发生了什么

  • TechCrunch于2026年11月8日发表了Tim De Chant的一篇报道,讲述研究人员如何解开了一个电网之谜:电网频率每60秒轻微下降一次,而且是在跨国家、跨大洲的多个电网上同一时刻发生。
  • 德国Forschungszentrum Jülich的Dirk Witthaut接手了这个案子,当时德国最大的输电运营商Tennet Germany把这个谜题交给了他。解开它花了数年的调查和建模工作。
  • 他们首先排查了水电站,水电站历来会引发超低频振荡。模型找到了能够解释每分钟出现一次峰值的条件,却无法解释它为什么会不间断地重复出现。

为什么重要

电网的运行取决于把频率保持在一个范围内。如果振荡加剧,或者运营商不知道原因而应对错误,就可能引发停电。即使没有停电,如果放任不管,这些下滑也可能损坏发电厂的设备,尤其是水轮机。

源头是联网的、时钟几乎完美同步的电池,这使得这个案子变成了数千台独立机器之间的协调问题。

关键数字

2016年为3 mHz,2021年为12 mHz。 在爱尔兰,数据中心2022年占电网负荷的18%,这期间每分钟一次的频率下降增大到原来的四倍,近期的一些下降超过20 mHz。50 Hz的电网被设计为可承受正负200 mHz的波动,运营商则更希望把波动控制在100 mHz以内。

背景

既然原因是一个时钟,就必须把它找出来。团队在Jülich校区周围安装了80多台电能质量测量仪,每三秒采样一次频率、电压、电流和功率。接在电池系统上的变压器每分钟出现一次峰值,与更大的电网上如出一辙。

解释是这样的:许多固定式电池,从数据中心的UPS设备到电网规模的电池,每分钟都会检查一次自己的电量状态。由于它们联网,时钟几乎完美同步。单独一次检查不会被注意到,但成千上万台一起检查就显现出来了。研究人员还在物联网设备中发现了周期性波动,例如一台智能烤箱和Raspberry Pi集群。

修复很简单:制造商在检查时间表中加入随机性。对物联网设备来说,一个补丁就够了,但最近一项研究发现,只有不到3%的设备运行着最新固件。TechCrunch补充说,监管机构可能会要求做出改变,但他们只管得到电网中属于自己的那一角。

Mamífero 一直关注电池在电网中日益重要的作用。波多黎各连续18天使用Sunrun的家用电池;Genesis在Huntly启用100 MW、200 MWh的电池;Viridi在有人居住的建筑内安装了3.75 MWh的电池;Rondo与Rio Tinto正在设计360 MWh的热电池。

接下来

  • UPS和电网电池的制造商需要把电量检查随机化。
  • 监管机构可以要求这样做,但这个问题是全球性的,需要各国协调。
  • TechCrunch警告说,谜题解开了,但问题可能还会持续数年。

一句话总结

每分钟检查一次电量,这种无害的工程做法,一旦成千上万台设备都这么做,就成了风险。修复方案极其简单,真正的障碍是让这么多种类各异、分布在不同国家的设备都用上它。

来源

  • TechCrunch(Tim De Chant),“Coordinated disturbances haunt grids worldwide. Here’s how researchers solved the mystery.”,2026年11月8日,链接。
  • 封面图片:Novoklimov,CC BY 4.0,来自 Wikimedia Commons

编辑:Rodrigo Cornejo。我们如何挑选和核实:谁在写这些笔记。

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