科学家破解神秘波动之谜

　　几年来，德国传输系统运营商Tennet注意到一个奇怪的现象，欧洲电网的频率每隔60秒就会短暂下降一次。虽然这种偏差不至于引发停电危机，但测量结果极其清晰且规律得令人发闷。这种神秘的电网微震究竟从何而来？

　　由尤利希研究中心与科隆大学的Dirk Witthaut教授领衔，联合卡尔斯鲁厄理工学院等机构的研究团队，终于解开了这个谜团。相关成果已发表在学术期刊Nature Energy上。研究表明，罪魁祸首竟是遍布全球的大型电池储能系统，它们每隔1分钟就会自我检查一次状态，从而在瞬间拉高了用电需求。

　　为了追踪这个脉冲信号，研究人员开展了长达数年的侦探工作。电网频率本身非常复杂，发电厂的突发启停、风电和光伏等可再生能源的波动，都会在电网中留下痕迹。但Dirk Witthaut指出，这种精确到秒的周期性规律，必然是由某种受时钟控制的机制引发的，而且必须有海量设备在同一时刻共同行动，单靠某一个用电大户绝不可能造成全球性的影响。

　　研究团队利用尤利希研究中心内部的“能源校园生活实验室”科研基础设施，在80个不同地点安装了监测点。最终，他们在配置了不间断电源的大型电池储能设备上找到了关键线索。每当新的一分钟开始，这些设备就会启动电量自检，进而在电网中引发一次瞬间的用电尖峰。

　　由于行业内缺乏统一的标准规范，绝大多数电池制造商都不约而同地选择了60秒作为自检间隔，并且默认将每分钟的0秒作为触发时间。这种无意间形成的“步调一致”，让数以万计的储能设备在同一瞬间共同汲取 电能。除了电池储能系统之外，空调、热泵、洗衣机和洗碗机等数字控制的家用电器，也可能存在类似的定时行为。

　　这种周期性的电网抖动并非毫无害处。在水力发电厂中，瞬间的用电尖峰会导致发电机组的涡轮瞬间减速，紧接着又被迫加速恢复原速，这大大增加了机械磨损。随着全球储能设备的快速扩张，该问题正变得日益突出。例如在爱尔兰，带有 电池备用系统的数据中心已占到全国用电量的约1/5，当地这种1分钟周期信号的振幅在2016年至2021年间翻了整整两倍。

　　解决办法其实简单得令人出乎意料。Dirk Witthaut表示，厂商只需要将设备的自检时间随机打散，避免在同一时刻集体“踩点”，就能彻底消除这种对电网的无谓干扰。