Giải mã bí ẩn: Tại sao lưới điện toàn cầu lại gặp sự cố định kỳ mỗi 60 giây?

Trong nhiều năm qua, các nhà quản lý lưới điện trên toàn cầu đã phải đối mặt với một hiện tượng kỳ lạ: tần số lưới điện bị sụt giảm nhẹ đều đặn mỗi 60 giây. Điều đáng nói là các sự cố này xảy ra cùng lúc trên khắp các quốc gia và châu lục, tạo nên một bài toán hóc búa cho các chuyên gia.

Đi tìm nguyên nhân gốc rễ

Dirk Witthaut, một nhà nghiên cứu tại Forschungszentrum Jülich (Đức), đã phối hợp cùng đơn vị vận hành lưới điện Tennet để điều tra hiện tượng này. Ban đầu, các giả thuyết tập trung vào các nhà máy thủy điện, nơi các rung động cơ học có thể gây ra hiện tượng dao động tần số siêu thấp (UFLOs). Tuy nhiên, các mô hình mô phỏng cho thấy dù thủy điện có thể gây ra cộng hưởng, nhưng không thể giải thích được sự đều đặn đến mức “như đồng hồ” của hiện tượng này.

Để tìm câu trả lời, nhóm nghiên cứu đã lắp đặt hơn 80 thiết bị đo chất lượng điện năng thông minh tại khuôn viên Jülich. Kết quả cho thấy sự nhiễu loạn bắt nguồn từ chính các hệ thống lưu trữ năng lượng và bộ lưu điện (UPS).

Vai trò của UPS và Data Center

Nghiên cứu chỉ ra rằng nhiều thiết bị lưu trữ năng lượng tĩnh, từ các hệ thống UPS trong trung tâm dữ liệu đến các pin quy mô lưới điện, đều có cơ chế tự kiểm tra trạng thái sạc (state-of-charge) mỗi phút một lần. Vì các thiết bị này đều kết nối internet và đồng bộ thời gian gần như hoàn hảo, khi hàng triệu thiết bị cùng thực hiện kiểm tra tại một thời điểm, chúng tạo ra một cú sốc nhỏ nhưng có thể quan sát được trên lưới điện.

Dữ liệu tại Ireland là minh chứng rõ nhất: khi tỷ trọng tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu tăng lên, mức độ sụt giảm tần số trên lưới điện quốc gia này đã tăng gấp bốn lần từ năm 2016 đến 2021.

Giải pháp và thách thức

Witthaut và cộng sự đề xuất một giải pháp kỹ thuật đơn giản: các nhà sản xuất UPS và pin lưu trữ cần tích hợp tính năng ngẫu nhiên hóa thời gian kiểm tra (randomization) thay vì thực hiện đồng loạt mỗi phút.

Tuy nhiên, vấn đề không chỉ dừng lại ở UPS. Các thiết bị IoT cũng cho thấy dấu hiệu gây ra biến động điện năng tương tự. Dù có thể khắc phục bằng một bản patch phần mềm, nhưng thực tế cho thấy chưa đến 3% thiết bị IoT hiện nay được cập nhật firmware mới nhất. Điều này đặt ra thách thức lớn về quản lý hạ tầng trong tương lai, đòi hỏi sự phối hợp đồng bộ trên quy mô toàn cầu thay vì chỉ giải quyết cục bộ tại từng khu vực.

Nguồn tham khảo: TechCrunch