समन्वित व्यत्यय जगभरातील ग्रीडला त्रास देतात. संशोधकांनी हे रहस्य कसे सोडवले ते येथे आहे.

अनेक वर्षांपासून, अनाकलनीय विद्युत विसंगती जगभरातील ग्रिड व्यवस्थापकांना त्रास देत आहेत. दर 60 सेकंदांनी, ग्रिडवरील वारंवारता थोडी कमी होईल.

आणखी विचित्र: देश आणि खंडांमधील पॉवर ग्रिडवर तंतोतंत एकाच वेळी सॅग्स घडले.

हे एक गूढ होते की जर्मनीतील फोर्स्चुंगझेन्ट्रम ज्युलिच येथील संशोधक डर्क विथॉट हे पुढे जाऊ शकले नाहीत.

जर्मनीतील सर्वात मोठे ट्रान्समिशन सिस्टम ऑपरेटर, टेनेट जर्मनीने विथथॉटला कोडे आणले आणि ते घेतले शोध आणि मॉडेलिंग कामाची वर्षे कारण निश्चित करण्यासाठी. युरोप ते ऑस्ट्रेलिया, यूएस ते मलेशिया, डेटामध्ये समान नमुना दिसून येतो.

अशा वारंवारतेचे थेंब ऐकले नाहीत, परंतु ते त्रासदायक आहेत. आणि ज्या नियमिततेने ते घडत आहेत त्यामुळे ही घटना आणखी अशुभ वाटू शकते.

ग्रिड संतुलित करणे

ग्रिडचे सुव्यवस्थित ऑपरेशन एका विशिष्ट मर्यादेत ठेवलेल्या वारंवारतेवर अवलंबून असते. जर दोलन खूप मोठे झाले किंवा ग्रिड ऑपरेटरना कारण माहित नसेल आणि अयोग्य प्रतिसाद दिला तर ते ब्लॅकआउट होऊ शकतात. जरी सॅग्समुळे ब्लॅकआउट होत नसले तरीही, ते अनचेक न केल्यास ते पॉवर प्लांटमधील उपकरणांचे नुकसान करू शकतात, विशेषतः हायड्रोपॉवर टर्बाइनमध्ये.

जलविद्युत प्रकल्प ऐतिहासिकदृष्ट्या तथाकथित अल्ट्रा-लो फ्रिक्वेंसी ऑसिलेशन्स (UFLOs) चे मुख्य चालक आहेत. प्रत्येक टर्बाइन कंपन करते, आणि जर ती कंपने विशिष्ट नियमिततेसह उद्भवली, ज्याला रेझोनंट वारंवारता म्हणून ओळखले जाते, तर ते मोठे होऊ शकतात, कधीकधी धोकादायक पातळीपर्यंत. ऑपेरा गायकाच्या बलाढ्य पाईप्सच्या आधी वाईनचा ग्लास फुटल्याचा विचार करा – ते अनुनाद आहे.

त्यामुळे Witthaut आणि त्याच्या टीमने हायड्रोपॉवरचा तपास सुरू केला, जो सर्वात स्पष्ट संभाव्य गुन्हेगार आहे. त्यांनी गृहीतके तपासण्यासाठी स्कॅन्डिनेव्हियन ग्रिडवरील जलविद्युत प्रकल्प नियंत्रण प्रणालीचे संगणक मॉडेल वापरले.

प्रतिमिनिटात एकदा शिखरावर येणारा अनुनाद निर्माण करू शकतील अशा परिस्थिती शोधण्यात त्यांनी व्यवस्थापित केले, परंतु ते इतके दिवस का टिकून राहिले हे ते स्पष्ट करू शकले नाहीत. सामान्यतः, यांत्रिक प्रणालींमधील अनुनाद येतात आणि जातात आणि त्याचप्रमाणे विद्युत ग्रिडवर सोबतचे सिग्नल देखील असतील. पण हा फ्रिक्वेन्सी ड्रॉप मिनिटामागून मिनिटाला होत राहिला. प्रत्येक 60 सेकंदात, न चुकता.

यानंतर संघाला असे घडले की अशा घड्याळाच्या कामासाठी घड्याळ आवश्यक आहे. ते विचित्र वेळेचे स्पष्टीकरण कसे देऊ शकतील?

सुगावा शोधत आहे

त्या गृहीतकानुसार, संशोधकांनी घराजवळ सुरुवात केली, ज्युलिच कॅम्पसभोवती 80 पेक्षा जास्त स्मार्ट पॉवर गुणवत्ता मीटर बसवले. संशोधन साइट मध्यम- आणि कमी-व्होल्टेज वितरण लाइन, ट्रान्सफॉर्मर, सौर पॅनेल आणि बॅटरी ऊर्जा साठवण प्रणालींनी सज्ज आहे जी अखंड वीज पुरवठा (UPS) म्हणून काम करते. यात एक उच्च-कार्यक्षमता संगणक प्रणाली तसेच नेहमीच्या कार्यालयातील संगणक देखील लहान UPS उपकरणांद्वारे समर्थित आहेत. पॉवर क्वालिटी मीटरने दर तीन सेकंदांनी एकदा वारंवारता, व्होल्टेज, करंट आणि पॉवर यासह गुणधर्मांच्या श्रेणीचा नमुना घेतला.

काही वेळापूर्वीच, संशोधन पथकाला त्याचे उत्तर मिळाले. बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टीमला जोडलेल्या ट्रान्सफॉर्मरवर रेकॉर्ड केलेले मोजमाप मोठ्या पॉवर ग्रिड्सप्रमाणेच दर मिनिटाला शिखरावर होते.

असे दिसून आले की डेटा सेंटर UPS पासून मोठ्या ग्रिड-स्केल बॅटरीपर्यंत अनेक स्थिर बॅटरी प्रत्येक मिनिटाला त्यांची चार्ज स्थिती तपासतात. ही उपकरणे इंटरनेटशी जोडलेली असल्याने, त्यांची घड्याळे जवळजवळ परिपूर्ण समक्रमणात आहेत. प्रत्येक वेळी जेव्हा एखादा चार्ज तपासतो तेव्हा रुंद ग्रिडवर अडथळा अदृश्य होतो. पण जेव्हा ते सर्व एकत्र करतात तेव्हा तो व्यत्यय स्पष्ट होतो.

ग्रीडवर UPSs हे मुख्य गुन्हेगार होते याचा पुरावा शोधण्यासाठी, विथॉट आणि त्याची टीम ग्रिड ऑपरेटरद्वारे प्रदान केलेल्या डेटाकडे वळली. त्यांना त्यांचे उत्तर आयर्लंडमध्ये सापडले.

तेथे, डेटा केंद्रे देशाच्या विजेचा एक मोठा अंश वापरण्यासाठी वाढली आहेत. 2022 पर्यंत, डेटा केंद्रे आयर्लंडच्या ग्रिडवरील 18% भाराचे प्रतिनिधित्व करतात आणि प्रत्येक सुविधा UPSs च्या ताफ्याद्वारे दिली जाते. नक्कीच, 2016 आणि 2021 दरम्यान, आयरिश ग्रिडवर मिनिट-दर-मिनिट फ्रिक्वेंसी ड्रॉप 2016 मधील 3 मिली-हर्ट्झ (mHz) वरून 2021 मध्ये 12 mHz पर्यंत चौपट झाली. अगदी अलीकडे, काही थेंब 20 mHz पेक्षा जास्त झाले आहेत.

आयर्लंडचे ५० हर्ट्झ ग्रिड हे प्लस किंवा मायनस 200 मेगाहर्ट्झच्या स्विंग्सला तोंड देण्यासाठी तयार केले आहे, तरीही ग्रिड ऑपरेटर स्विंग्स 100 मेगाहर्ट्झपर्यंत मर्यादित ठेवतो. त्या श्रेणीमध्ये, 20 mHz जास्त नाही, परंतु ग्रिडवर फक्त डेटा केंद्रेच लोड होत नाहीत. इतर भारांमुळेही वारंवारता कमी होत असल्यास, प्रत्येक UPS मधील अतिरिक्त दणका त्याच्या चार्जची स्थिती तपासण्यासाठी ग्रिडला ब्लॅकआउट स्थितीकडे ढकलू शकतो.

उपाय

समस्या पूर्णपणे टाळता येण्यासारखी आहे. अगदी मिनिटाला चार्जची स्थिती तपासण्याऐवजी, Witthaus आणि टीम शिफारस करतात की UPS आणि ग्रिड-स्केल बॅटरी उत्पादकांनी वेळापत्रकात काही यादृच्छिकीकरण जोडावे.

UPSs आज समस्या निर्माण करत असताना, ही घटना कायम राहण्याचा धोका आहे. संशोधकांनी आयओटी उपकरणांचीही चाचणी केली. स्मार्ट ओव्हन आणि रास्पबेरी पाई क्लस्टर्ससारख्या वैविध्यपूर्ण उपकरणांमध्ये, ते नियतकालिक पॉवर चढउतार शोधण्यात सक्षम होते. निराकरण हा एक साधा सॉफ्टवेअर पॅच देखील आहे, परंतु अनेक IoT उपकरणे अनपॅच केली जातात. नुकत्याच झालेल्या एका संशोधनात असे आढळून आले आहे 3% पेक्षा कमी IoT उपकरणे नवीनतम फर्मवेअर चालवत आहेत.

बदलांची मागणी करण्यासाठी नियामकांना लवकरच पाऊल टाकावे लागेल, परंतु ते फक्त त्यांच्या ग्रिडच्या कोपऱ्यावर लक्ष देऊ शकतात. समस्येचे जागतिक स्वरूप लक्षात घेता, शेवटी जागतिक समन्वयाची आवश्यकता असेल. गूढ उकलले जाऊ शकते, परंतु समस्या पुढील अनेक वर्षे राहू शकते.