世界の送電網を悩ます謎の周波数降下、原因判明
原題: Coordinated disturbances haunt grids worldwide. Here’s how researchers solved the mystery.
なぜ重要か
送電網の周波数安定性は電力インフラ全体の信頼性を左右するため、UFLOの原因究明は大規模停電リスク低減や再生可能エネルギー統合の観点で重要な知見となる。
世界各地の送電網で60秒ごとに周波数が降下する謎の現象が長年発生していた。ドイツのForschungszentrum Jülichの研究者Dirk Witthautらは、ドイツ最大の送電事業者Tennet Germanyと共同で数年間の調査・モデリングを実施。欧州・オーストラリア・米国・マレーシアなど複数大陸で同時刻に発生するこの超低周波振動（UFLO）の原因究明に取り組んだ。
送電網の安定運用は周波数を一定範囲内に保つことで成立している。周波数の振れ幅が大きくなりすぎたり、原因不明のまま運用側が誤対応したりすれば停電につながる恐れがある。特に水力発電のタービンは設備へのダメージリスクが高く、いわゆる「超低周波振動（Ultra-Low Frequency Oscillations、UFLO）」の発生源として歴史的に知られてきた。
Witthautらはまず水力発電を最有力候補として調べ始めた。スカンジナビア送電網の水力発電所制御システムをコンピューターモデルで再現したところ、1分に1回ピークを迎える共振を発生させる条件は見つかった。しかし現象が何分も何十分も継続する理由は説明できなかった。機械系の共振は通常、発生しては収まるものだからだ。
そこで研究チームが気づいたのは、「毎回60秒きっかりという精度で繰り返されるには、何らかのクロック（時計）が必要」という点だ。タイマー駆動で動く機器こそが原因ではないかという仮説が生まれた。
仮説を検証するため、研究チームはForschungszentrum Jülichのキャンパス内に80台以上のスマート電力品質メーターを設置した。同キャンパスには中・低圧配電線、変圧器、太陽光パネル、無停電電源装置（UPS）を備えたバッテリーエネルギー貯蔵システム、高性能コンピューター、さらに一般的な事務用PCに接続された小型UPS機器など多様な設備が揃っている。これらのメーターで電力品質の各種属性をサンプリングし、原因特定を進めた。調査は現在も継続中であるとみられ、記事時点では最終的な原因物質の特定に関する詳細は一部未公表の段階となっている。