科学家发现UPS电池自检致全球电网60秒脉冲

德国科隆大学团队在《Nature Energy》发文,确认UPS电池自检致全球电网60秒脉冲。大量设备因时钟同步同时执行检查,微小电流波动累积成可测量的系统性震荡。

全球电网每隔 60 秒出现规律性脉冲的现象,其成因可能已被科学家锁定。据 ScienceAlert 报道,由德国科隆大学物理学家 Dirk Witthaut 领衔的研究团队在《Nature Energy》期刊发表论文指出,不间断电源(UPS)执行的例行电池自检程序是导致这一现象的主要原因。

UPS自检致电网60秒脉冲

微小同步引发宏观震荡

研究团队发现,许多 UPS 设备每分钟会自动执行一次电池健康检查。虽然单次检查产生的电流波动微乎其微,但当大量设备在同一时刻协同动作时,这种微小的电力需求激增便会累积成可测量的系统性影响。

Dirk Witthaut 及其同事在论文中写道:“即使是良性的控制例程,当众多设备协调一致地行动时,也可能具有系统相关性。”他们进一步解释称,“非预期的同步可能在大规模信息物理能源系统中产生反复且可能被放大的振荡行为。”

实证分析与溯源

为验证这一假设,研究人员对德国于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)园区内多栋建筑的高分辨率电力数据进行了分析。结果显示,装有不间断电源的四栋建筑均呈现出明显的 60 秒周期性模式,而未安装此类系统的建筑则未出现相同现象。

通过追踪电信号,研究团队在精确的一分钟间隔内检测到了来自电池的微弱电流爆发。这些波动从建筑内部电气系统一路传导至公共高压电网接口。随后,相关制造商确认, culprit 正是由系统管理软件自动触发的例行电池自测功能。

时钟同步机制是关键

为何分布在不同建筑甚至不同国家的设备会保持如此高度的一致性?答案在于数字设备的时钟同步机制。现代数字设备通常利用外部时间信号来校准内部时钟,这导致独立运行的系统在特定时刻同时执行计划任务。

尽管单个设备的电池自检微不足道,但当足够多的设备同步运行时,其叠加的电力需求足以对整个电网产生可观测的影响。

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