電力網の周波数はなぜ1分ごとに揺れる？蓄電池の点検が原因か
2026年11月9日
この記事の要点
- 世界の電力網で周波数が1分ごとに下がる揺れについて、ドイツの研究チームが揺れを生む仕組みを明らかにしました。
- UPSや蓄電池が毎分ちょうどに行う自己点検が原因とみられ、アイルランドでは落ち込みが5年で4倍になりました。
- 蓄電池が原因のどこまでを占めるかはまだはっきりせず、メーカーの更新による解消も部分的です。
世界の電力網で、1分ごとに電気の周波数がわずかに下がる「揺れ」が続いてきました。ヨーロッパ、北米、オーストラリアなど、遠く離れた電力網で同じ型が見られ、長く原因が分かっていませんでした。
ドイツのユーリッヒ研究センター（Forschungszentrum Jülich）などの研究チームは2026年10月30日、学術誌Nature Energyに論文を発表しました。データセンターの無停電電源装置（UPS）や大型の蓄電池が、毎分ちょうどに行う自己点検が原因とみられるとしています。
電力網の周波数と「1分ごとの揺れ」
電力網の周波数は、電気をつくる量と使う量のつり合いを映す数字です。
シーソーにたとえると分かりやすくなります。片方に「つくる量」、もう片方に「使う量」が乗っています。つり合いが崩れるとシーソーが傾くように、周波数も変わります。使う量が多くなると周波数は下がり、つくる量が多くなると上がります。
電力網を安定して動かすには、周波数を決まった幅に収めておく必要があります。
論文によると、調べたすべての電力網で、周波数の変動にちょうど1分の周期が現れました。対象は5大陸に及び、規模の小さいマレーシアや韓国、島のアイルランドやマヨルカ島でも見られます。
論文によると、欧州大陸の電力網では、1分の中で周波数は分の始めがいちばん高く、その後の数秒（夜）から30秒ほど（昼）にかけて下がります。分の前半に、使う量がつくる量を上回っていることを示しています。ほかの電力網でも似た動きが見られますが、細かい形は電力網によって違います。
1分間の動きを図にまとめました。
※論文の説明（欧州大陸の電力網の観測例）をもとに作ったイメージ図です。線の形は実際の測定値ではなく、細かい形は電力網によって違います。
これまで1分前後の揺れは、水力発電のタービンの共振で説明されることがありました。ただ研究チームは、共振では遠く離れた電力網で同じ時刻にそろう理由を説明できないと指摘しています。
毎分ちょうどに重なる電池の「自己点検」
UPSは、停電のときに電池から電気を送り続けるための装置です。
研究チームは、ユーリッヒ研究センターの敷地内の80か所以上に電力の品質を測る計器を置き、3秒ごとのデータを集めました。その結果、建物のUPSの電池側で、1分ごとに一瞬だけ電流が増えていることが分かりました。
メーカーに確認したところ、電池を管理するソフトウェアが行う定期的な自己点検だと分かりました。点検の時刻は、外部の時計との同期で定期的にそろえ直されています。そのため多くの機器が同じ瞬間に電気を使い、その山が高圧の電力網まで伝わっていました。
たとえるなら、大きな建物で全員が同じ瞬間に蛇口をひねるようなものです。1人が使う水はわずかでも、同時に重なると水圧が下がります。論文は、多くの機器で点検の時刻がそろうと、電力網全体に表れる大きさの変動になりうると説明しています。
ユーリッヒ研究センターの発表によると、こうした点検に決まった基準はなく、多くのメーカーが60秒間隔を妥当と考えたのではないかと、研究者のディルク・ヴィットハウト（Dirk Witthaut）氏は見ています。同氏は、蓄電池は問題の一部にすぎない可能性もあると述べています。
データセンターが多いアイルランドで揺れが4倍に
影響がはっきり表れたのがアイルランドです。論文によると、1分ごとの周波数の落ち込みは、2016年から2021年の5年でおよそ4倍になりました。
論文は、大型のUPSを備えたデータセンターが電力需要に占める割合が急に増えていることを挙げています。アイルランド中央統計局によると、データセンターが使った電力は、計量された電力消費の18%（2022年）で、2023年には21%になりました。
数字で見ると、落ち込みは約3mHz（ミリヘルツ。1ヘルツの1000分の1）から約12mHzに広がり、20mHzを超えることもあります。一方、論文の補足資料によると、アイルランドの周波数の標準の幅はプラスマイナス200mHzです。落ち込みはこの幅に比べると小さく、論文も、差し迫った安定性の脅威を意味するものではないとしています。
こうした周期的な揺れは、水力発電の設備にも影響します。ユーリッヒ研究センターの発表によると、電気の使用が一瞬増えるたびに、水力発電のタービンは回転がわずかに落ち、また元の速さに戻ります。この繰り返しで設備が傷みやすくなります。
論文によると、北欧では揺れが大きくなって設備の傷みが懸念され、送電会社が2023年に周波数を保つための要件を見直しました。北欧とオーストラリアでは、規則を見直したあとで揺れが大きく減りました。
直し方は点検の時刻をばらすこと 家電でも同じ型
研究チームは、点検の時刻をずらす、あるいは時間で決めずに必要なときに動かすといった設計を勧めています。蛇口のたとえで言えば、全員が同時にひねらないようにする方法です。大型の蓄電池やUPSなら、ソフトウェアの更新で直せるとしています。
実際に、調べたUPSのメーカーは連絡を受けて更新を出し、一部の電池で厳密な周期の山がなくなりました。ただ点検は今も決まった時刻に行われており、原因の解消は部分的だとしています。
家庭向けの機器でも、似た型が見つかりました。タイマーで動かしたスマートオーブンで、周期的な電力の変動が出ています。論文は、家庭向けの機器はソフトウェアの更新や制御の基準が大型の設備ほどそろっておらず、対策がより難しい可能性があるとしています。
今後の注目点
蓄電池がどこまで原因を占めるのかは、まだはっきりしていません。研究者自身も、空調や家電などほかの機器が関わっている可能性を否定していません。
メーカーの更新による解消も部分的にとどまっています。論文は、機器メーカー、電力網の運用者、規制当局が早めに連携することが大事だとしています。
情報源
Forschungszentrum Jülich – Mystery of 60-Second Fluctuations in Power Grids Solved
Central Statistics Office Ireland – Data Centres Metered Electricity Consumption 2022
Central Statistics Office Ireland – Data Centres Metered Electricity Consumption 2023
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