¿Cómo maneja exactamente la red las pequeñas desviaciones en el consumo de energía?

He oído muchas veces que la producción y el consumo de electricidad de la red deben estar equilibrados y que los desequilibrios provocan sobretensiones o subtensiones. Nunca he visto una explicación de ese fenómeno desde el punto de vista de la ley de conservación de energía.

Supongamos que tengo una red con exactamente un gigavatio de generación y exactamente un gigavatio de consumo. Supongamos que no hay pérdidas: todos los conductores son superconductores. Entonces, todo lo que se genera se consume por completo.

Ahora alguien apaga su calefactor de mil vatios. La generación supera ahora al consumo. Aunque es un aumento relativamente pequeño, todavía hay cierto desequilibrio.

¿Lo que sucede? ¿A dónde va este exceso de poder?

Creo que en su escenario, la frecuencia sube (menos carga para los generadores, tienden a girar) y el tipo comienza el panel de control (del país) y cambia rápidamente de algunos generadores. Vi un documental en la televisión que muestra cómo se hace.
La parte "superconductora" de la pregunta interfiere con el mecanismo normal para el ajuste de la carga.
@IgnacioVazquez-Abrams No estoy seguro de ver la diferencia. Si un calentador está conectado con cables resistivos, solo tenemos que agregar su resistencia a la resistencia del calentador. Entonces, cuando el calentador se apaga, tanto él como los cables quedan excluidos.
Los cables de transmisión son parte de un divisor de resistencia. Sin resistencia, las cosas se vuelven extrañas.
@IgnacioVazquez-Abrams: Incluso un generador superconductor tiene una fuente de impedancia que permite que el voltaje del terminal varíe con la carga. Pero es cierto que la resistencia de un sistema de transmisión real juega un papel importante en la amortiguación de las perturbaciones causadas por las variaciones de carga. ¡Un sistema de distribución puramente inductivo (y capacitivo) no sería divertido!

Respuestas (2)

Para pequeñas variaciones de carga, el voltaje de la red cambia ligeramente, lo que hace que el consumo de energía de todas las demás cargas cambie en consecuencia.

Por ejemplo, si su carga de 1 GW de repente se convierte en 0,999999 GW (-1 ppm), solo se necesita un aumento de voltaje de +0,5 ppm para que el consumo vuelva a 1 GW. Este es un aumento suficiente para hacer que la energía que consumía la carga apagada se distribuya entre todas las demás cargas.

La energía generada proviene de generadores eléctricos. Creo que la cosa redonda de adentro se llama rotor en inglés. De todos modos, esos rotores giran muy rápido (la mayoría son de 3000 o 1500 rpm) y tienen un peso muy grande. Por lo tanto, en todos estos rotores hay MUCHA energía cinética. Si ahora se produce menos energía que la que se consume, la energía proviene de esta energía cinética. A medida que los ejes pierden energía cinética, giran más lentamente. La frecuencia de la red es proporcional a la frecuencia rotacional. Esta caída en la frecuencia se mide y todas las centrales eléctricas juntas se encienden para compensar la diferencia. (Algunas centrales eléctricas hacen mucho y otras muy poco)

Si quieres saber más, deberías leer un poco sobre Reserva primaria/Control primario que es esta potenciación de las centrales (en los primeros segundos). Cuando ocurren diferencias más grandes/más largas, también se necesita la reserva secundaria.

No, los grandes generadores de servicios públicos tienen muchos polos y normalmente giran a unos pocos cientos de RPM como máximo. Pero sigue siendo cierto que hay una cantidad significativa de inercia mecánica en el sistema.
Sí, lo sé, por eso usé "la mayoría de los comentarios". Solo conozco grandes plantas de energía que usan energía hidráulica para tener muchos polos y girar a baja velocidad. Todas las demás centrales eléctricas que conozco funcionan como dije. Además, estos lentos son mucho más grandes y tienen más peso y, por lo tanto, también mucha energía, incluso cuando van más lentos.
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