Zgjidhet misteri i rrjeteve elektrike: bateritë dhe pajisjet UPS e ulin frekuencën çdo 60 sekonda në gjithë botën

Për vite me radhë, menaxherët e rrjeteve elektrike në mbarë botën vërejtën një anomali misterioze: çdo 60 sekonda, frekuenca e rrjetit binte pak, dhe rënia ndodhte në të njëjtin çast në rrjete të vendeve dhe kontinenteve të ndryshme, nga Evropa në Australi, nga SHBA-ja në Malajzi, siç njofton TechCrunch. Ishte një ritëm kaq i saktë dhe kaq i përhapur, saqë dukej sikur rrjetet, edhe pse të ndara nga mijëra kilometra, po i përgjigjeshin të njëjtit sinjal të padukshëm.

Enigmën ia besoi operatorit më të madh gjerman të transmetimit, Tennet Germany, studiuesit Dirk Witthaut nga qendra kërkimore Forschungszentrum Jülich në Gjermani. Ekipi i tij punoi vite me hetime dhe modelime, dhe gjetjet u botuan në revistën Nature Energy. Frekuenca duhet të mbahet brenda një diapazoni: lëkundjet e mëdha ose reagimi i gabuar mund të çojnë në ndërprerje të energjisë (blackout), dhe rëniet mund të dëmtojnë pajisjet e centraleve, sidomos turbinat e hidrocentraleve.

Ekipi hetoi fillimisht hidrocentralet, duke ndërtuar një model kompjuterik të sistemit të kontrollit të një hidrocentrali në rrjetin skandinav, por rezonanca nuk shpjegonte vazhdimësinë e fenomenit. Studiuesit arsyetuan se diçka me rregullsi kaq të saktë kërkonte një orë (clock) — një mekanizëm që vepronte në të njëjtën kohë, kudo.

Për ta kapur fajtorin, ata instaluan mbi 80 matës inteligjentë të cilësisë së energjisë në kampusin e Jülich-ut, që kampiononin frekuencën, tensionin, rrymën dhe fuqinë çdo tre sekonda. Matjet në transformatorin e sistemit të ruajtjes me bateri kulmonin çdo minutë, njësoj si në rrjetet e mëdha. Shpjegimi doli të ishte i thjeshtë: shumë bateri stacionare — nga pajisjet UPS të qendrave të të dhënave te bateritë e mëdha të rrjetit — e kontrollojnë nivelin e karikimit (state-of-charge) saktësisht çdo minutë. Duke qenë të lidhura me internetin, orët e tyre janë pothuajse në sinkroni të përkryer; veç e veç shqetësimi është i padukshëm, por të gjitha së bashku ai bëhet i dukshëm në rrjet.

Dëshmia kryesore erdhi nga Irlanda: qendrat e të dhënave përbënin 18% të ngarkesës së rrjetit irlandez në vitin 2022 dhe secila shërbehet nga një flotë pajisjesh UPS. Rënia minutë-pas-minute e frekuencës u katërfishua nga 3 miliherc (mHz) në 2016 në 12 mHz në 2021, dhe kohët e fundit disa rënie kanë kaluar 20 mHz — ende larg kufirit, pasi rrjeti irlandez 50 Hz është ndërtuar të përballojë lëkundje ±200 mHz, por një prirje që nuk mund të injorohej më.

Zgjidhja është e thjeshtë dhe problemi krejtësisht i parandalueshëm: prodhuesit e pajisjeve UPS dhe të baterive të rrjetit duhet të shtojnë pak rastësi (randomizim) në orarin e kontrolleve, në vend që t’i bëjnë të gjitha në të njëjtën sekondë. Studiuesit testuan edhe pajisje IoT (nga një furrë inteligjente te grumbujt Raspberry Pi) dhe zbuluan luhatje periodike edhe aty; rregullimi bëhet me një përditësim të thjeshtë softuerik, por shumë pajisje IoT mbeten pa përditësuar — një studim i fundit gjeti se më pak se 3% e pajisjeve IoT përdorin firmware-in më të fundit — ndaj problemi mund të mbetet për vite, edhe pse misteri u zgjidh.