¿Cómo una pequeña variación en la frecuencia resulta en un cambio considerable en el costo por unidad de electricidad?

Básicamente se debe a reactancias. Un sistema de energía típico consiste en la interconexión de generadores, transformadores, líneas de transmisión y cargas.
Generadores – Inductivos debido a devanados (bobinas).
Transformadores: nuevamente son circuitos inductivos.
Líneas de transmisión: principalmente una combinación de inductancia y capacitancia.
Cargas: como una pequeña fracción de las cargas son resistivas, la mayoría de las cargas son motores y cargas industriales. => Cargas inductivas.
Supongamos que la frecuencia aumenta, la reactancia inductiva XL = 2 * pi * f * L aumenta. Eso significa que se consume más corriente para mantener el voltaje. Esta corriente se disipa como calor en las resistencias de los circuitos mediante la expresión I * I * R (el término I significa que un aumento de 10 veces en la corriente causará una pérdida de potencia de 100 veces).
De nuevo, si la frecuencia disminuye, la reactancia capacitiva de la línea de transmisión aumenta con la expresión
Xc = 1 / (2 * pi * f * C).
Esto significa que la línea de transmisión tenderá a consumir más corriente y nuevamente habrá pérdida de potencia a medida que se disipe el calor en la resistencia del circuito.
Por lo tanto, el costo de la electricidad por unidad cambia considerablemente incluso con un pequeño cambio en la frecuencia.
Espero que ayude … 🙂