現代の電力網は、物理的な電力の流れがデジタル制御ソフトウェアによってますます規定される「サイバー物理」インフラへと移行しています。この変化により、謎めいた普遍的な現象が明らかになりました。それは、5大陸で観察される電力網の周波数における持続的な1分間の振動です。このパターンは伝統的な機械的共振の結果ではなく、むしろ「意図しない同期」の一種です。これは、電気自動車の充電器、ヒートポンプ、蓄電池システムなど、独立して運用されているもののデジタル制御されている数百万のデバイスが、全く同じ時刻にソフトウェアルーチンを実行することで発生します。これにより、電圧レベルを越えて送電インターフェースまで伝播する、一貫した周期的な電力需要のピークが生み出されます。
研究者たちは、巨大な欧州大陸同期エリアからアイスランドやマジョルカ島のような小さな島嶼システムに至るまで、多様なシステムからの電力周波数時系列データに対してフーリエ解析を行うことで根本的な原因を特定しました。分析の結果、正確に1分という非常に狭いスペクトルピークが明らかになり、これは数年間にわたって安定している、正確にタイミングを合わせた位相コヒーレントなプロセスであることを示しています。この研究では、特に電池ベースの無停電電源装置（UPS）における時計同期制御ソフトウェアを主要な要因として強調しています。これらのデバイスは周期的な電力需要のピークを生成し、それが大量のユニット間で同期すると、システム的な振動を引き起こします。この影響は、電力網がより低い「慣性」（周波数の変化に対する電力網の抵抗の尺度）へと移行し、一貫した電力不均衡に対してより敏感になる中で、特に重要となっています。
分析により、正確に1分という非常に狭いスペクトルピークが明らかになり、これは数年間にわたって安定している、正確にタイミングを合わせた位相コヒーレントなプロセスであることを示しています。
この研究では、特に電池ベースの無停電電源装置（UPS）における時計同期制御ソフトウェアを主要な要因として強調しています。
分析により、正確に1分という非常に狭いスペクトルピークが明らかになり、これは数年間にわたって安定している、正確にタイミングを合わせた位相コヒーレントなプロセスであることを示しています。
これらの振動は多くの場合無害ですが、具体的な物理的影響を及ぼします。1分間のパターンは、特に水力発電のタービンにおけるインフラの機械的な摩耗や損傷に寄与することが示されています。いくつかの電力網では、近年のこれらのパターンの振幅が大幅に増加しており、より厳格な負荷周波数制御要件の導入を促しています。この研究は、モノのインターネット（IoT）デバイスやデータセンターの数が増えるにつれて、これらのサイバー物理的な振動が増幅される可能性があることを示唆しています。これらのリスクを軽減するために、研究者らは、意図的なタイミングの変動を導入して大規模なデバイスグループが完全に一致して動作するのを防ぐなど、制御設計の改善を通じて問題の発生源で直接対処できることを提案しています。